現代人在買房子時，除了觀看地點、坪數等傳統因素外，也逐漸開始重視居住環境是否能提供更好的生活機能。許多建商也看準這樣的趨勢，提出許多新型態的建案。這些建案除了標榜綠能、環保外，還強調建築能提供更智慧的居住空間，能更貼近居住者的需求，提升住的品質。居住空間所包含的硬體主要有兩類，一種是靜態類型，例如建築體本身或是家具器材等等，另一種則是需要電力來運作的家電設備。
居住空間需求五花八門
對於一般人來說，居住空間的需求可以說五花八門，但大致上可以分為下列四種。
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居住空間最基本的需求便是安全與保護。這種保護隔絕了外部的干擾，並且讓生活在其中的人有了隱私與安全感，正如建築的牆面便是有這樣的功能。除此之外，人們也須要透過一些管道與外部溝通，就如同門與窗所扮演的角色。而隨著科技的進步，保護與溝通的功能不再限於實體的定義，更須要能將人自由地帶出居住的限制，同時也將外在鮮活的氣氛帶進居住生活。未來的居住空間將能因應居住者的需求與外在環境的改變而變化，不再只是硬梆梆的門窗與牆面。 |
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由於能源短缺與環保意識高漲，人們對於能源的使用也愈來愈在意。在一般居住生活的家電中，耗電最高的是空調冷凍等類型的家電，再來是加熱烹煮的電器。另外，在一些型態的居住環境中，電腦或娛樂等設備的耗電量也占有相當的比重。而過去這些設備的耗電大小與運作得宜與否，往往都視使用者的需求與操作習慣而定。而在未來趨勢中，設備與設備之間的溝通協調將可以實現。透過不同設備間自動地協調運作，不僅能滿足使用者的需求，更可達到節能節費的目的。 |
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居住的舒適性可分為光舒適性與熱舒適性兩種。一般來說，光的需求會因為居住者所要的情境而有所不同。在須要做較精細事情的環境下，就會需要的充足的照明，但在一般的休息環境中，光的需求就比較低。而熱舒適度多半以溫度作為考量，但若仔細來看，還可以考慮濕度、熱輻射、活動量或空氣流速等。這些有關光與熱環境的舒適度調控已經有很多廠商投入研發，不僅能改善居住空間的舒適性，同時也兼顧節能的需求。而在新型態的智慧居住空間中，這些既有的功能也將搭配其他的電器，以實現更多元的調控策略，更快速達到舒適又節能的目的。 |
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現今居住空間的便利性，往往與建築硬體或家具電器有很大的關聯。好的居住空間設計與家電操作介面讓人更輕鬆地完成想要做的事情。近年來，對於設備使用者介面已有很大的突破，過去常用的按鈕或是複雜的控制面板開始被簡單的觸控面板所取代。但這些還是僅限於被動控制部分，通常由人們先感受到需求，再透過控制介面控制設備。 |
而智慧化的居住空間主動提出可滿足需求的控制選項，在需求剛或快要出現的就可開始設備的運作，如此一來，可提升居住便利性。對智慧化的居住空間來說，不僅要滿足一般的生活需求，更要能揣摩預知居住者需要，並預先處理。這些功能都可靠物聯網(IoT)達成。
物聯網發展方興未艾
物聯網的概念最早可以從馬克·魏瑟(Mark Weiser)博士所提出的願景中看到。馬克博士認為將來科技將會完全融入日常生活中，人們很難察覺或分辨這些科技的存在，但這些科技卻大大地提升了人類的生活品質。這樣的概念後來在2005年的國際電信聯盟(ITU)的網路報告書提出物聯網的想法。也就是利用資通訊的網路技術，將物與物、人與物互相連結起來，每個設備或物品都能直接與人溝通，也能與其他的設備物品溝通。這樣一來，就好像每個設備都具備思考溝通的能力，透過網路連接互相溝通，以完成生活中的大小事。
物聯網的概念提出後，全球主要大國如美國、英國、日本與中國大陸等均投入極大的資源來發展物聯網的關鍵技術，希望在技術發展上搶得先機。此外，更有些以國家聯盟的型態來發展相關技術與規範。
目前歐盟與物聯網相關的計畫主要集中於Framework Programme 7計畫。到2020年投入研發的經費將可達到110億歐元。而在亞洲區域，日本提出u-Japan計畫，希望藉由有線與無線網路的相互結合，實現將資通訊融入日常生活的目的。而中國大陸將發展物聯網列為國家政策，投入的金額與人力也十分龐大。從各國重視的程度來看，物聯網將可大幅地改善人類的生活，並且帶來龐大的商機。
居住空間導入物聯網
過去傳統的設備與建築物較少有與人、或與其他物品雙向溝通的能力，因此所有設備與物品的溝通協調都是仰賴人自己來完成。舉例來說，當晚上坐在沙發上要看電視，打開電視後覺得客廳的電燈太暗，那一定要起身走到電燈開關前來調整照明。但在導入物聯網的居住空間中，電視會透過網路告訴電燈，主人現在看電視，而電燈會自動調節成適合看電視的亮度。甚至在客廳的電燈與電視確認人在客廳時，就會告知書房電燈可以自動關掉來節省電費。
基礎建設含括感測/網路/控制
導入物聯網的智慧居住空間所需的基礎建設包括感測、網路與控制三大元素。感測的目的在於蒐集需求與感應環境變化，有些是獨立的感測器，例如溫度感測器或照度感測器，某些則是嵌入在家電或物品內，例如電流感測器或攝影機等等。這些感測器除了蒐集環境的物理變化外，也能偵測居住者的行為。感測到的資料經由分析後，辨識出發生何種事件，而這些資訊透過有線或無線的網路傳給其他的物品或居住者本身，進而產生最適當的控制動作。
感測、網路與控制這三個元素要真正完整地導入到居住空間，還需要許多突破，以作為溝通的網路來說，必須制定出物聯網的通訊標準。目前無線感測網路(Wireless Sensor Networks, WSN)與及無線射頻辨識系統(RFID)都是物聯網通訊的重要介面。許多制定標準的組織也開始草擬相關的標準，如國際電信聯盟遠程通訊標準化小組(ITU Telecommunication Standardization Sector, ITU-T)及國際標準組織/國際電工聯合科技委員會(ISO/IEC)等。
大量資料分析技術不可或缺
在智慧居住空間的物聯網中，除了感測、網路與控制單元的技術須要繼續突破外，還要有能夠處理大量資料的分析技術，才能完成整個物聯網的功能。由於居住環境內每個設備或物品連接上網後，網路的資料量將十分龐大。如何在其中找出重要的資訊並產生最佳的控制方式，將會是重要的課題。
複雜事件處理技術(Complex Event Processing, CEP)是處理大量資料的一種方案。在智慧居家空間中，透過網路所蒐集到的資料可以即時地透過CEP引擎加以分析，比對出符合控制的情境與規則，這些規則是由領域專家分析情境後所訂定的，也可以由居住者自行加以修改。
這些規則可以制定重要性與執行的順序，例如有關居住安全性的規則就比其他規則來得重要。而舒適性與節能性的調控規則，可以經由使用者來加以調整。整體來看，智慧居住空間的物聯網具備感知能力、神經、控制能力與大腦，組成一個幫助居住者的好僕人。
標準制定/硬體整合為成功關鍵
世界各國均看好物聯網的發展，但中間仍有許多技術還需要突破，不管是在硬體或分析的軟體，都極具有投資開發的潛力。而在居住空間中導入物聯網，是眾多物聯網應用裡十分重要的情境之一，以現有電子技術的成熟度來觀察，待標準制定完成後與家電硬體商整合後便能快速發展。
(本文作者任職於資策會智通所)