百佳泰 智慧家庭 Matter CSA Zigbee Bluetooth Wi-Fi Thread

智慧家庭怎麼玩?Matter助攻居家生活自動化

2023-03-20
受惠於人手一支智慧型手機的生活型態,每個人等同於隨身攜帶一台小型個人電腦(PC)在身邊,很多以往做不到的事情都能達成,裝置充滿可能且非常便利。古時候的大戶人家或者是王公貴族,都有奴才、丫鬟或管家在幫忙處理日常的瑣碎事情,在已經步入智慧轉型技術的現代,無須額外聘請人員處理這些瑣事,只需要利用智慧家庭裝置就能完成一切工作,能動口就不需要動手,能自動就不需要手動,不管是否接受時代的轉變,智慧家庭裝置都會漸漸影響你我的生活。
Pixabay

到底什麼是智慧家庭生活型態?

試想一個情境,本來早上起床只能利用傳統鬧鐘,接著在上班之前泡一杯咖啡來提振一天的精神,現在透過現在智慧家庭裝置,可以利用智慧窗簾、智慧音箱、人體感測器、智慧插座來協助完成原本平淡無奇的人工日常作業。利用智慧窗簾設定起床時間,再設定窗簾開啟的百分比,協同智慧音箱,在預先設定的時間播放起床音樂,如此一來便能循序漸進利用窗簾控制陽光的照射幅度,以及智慧音箱由弱至強的音樂播放來開啟新的一天,而非像從前那樣被鬧鐘驚醒。此外,利用人體感測器可以得知屋主已起床,利用智慧插座打開咖啡機煮一杯香醇的咖啡,展開充實的一天。因此,如何搭配及挑選智慧家庭裝置,成為忙碌的現代人應該好好考量的一個部分。

市面上智慧家庭的裝置與平台百百種,到底該怎麼選擇?以下針對不同的平台與連線方式進行分析,消費者可以就習慣使用的行動裝置OS或是慣用的APP,針對自己的喜好或是CP值做挑選。

智慧家庭平台大解析

市面上的智慧家庭平台千百種,常常因為廠商出了一項裝置就生出一個APP來專門控制新推出的智慧家庭裝置,導致使用者必須學習適應不同廠家的使用邏輯。因此,加入大廠所推出的智慧家庭平台,能夠讓使用者以習慣的操作界面及邏輯來使用智慧家庭裝置,表1為市面上最常見的智慧家庭平台整理介紹。

表1 智慧家庭平台整理比較 (資料來源:參考資料[1]~[4])

智慧裝置連線方式綜合說明

除了智慧家庭的平台之外,不同的連線方式在智慧家庭平台上也會有不同的表現,消費者在購買之前,需要先評估家裡的使用環境以及現有的設備,找出最適合自己的連線方式。

Zigbee

Zigbee是智慧家庭裝置常見的連線方式,但因手機/平版無法以此傳輸協定與智慧裝置溝通,需要使用橋接器(閘道器)來做中繼的連接(圖1)。

圖1 Zigbee連接方式

優點:

.設備功率低,使用時間較長,不用頻繁更換電池。

.不同Zigbee設備與橋接器綁定,再由橋接器與Router/AP連絡,更換Router/AP時不用與Router/AP重新綁定。

缺點:

.使用Zigbee設備必須購買橋接器,無法單獨使用。

Bluetooth

Bluetooth是已經發展很長一段時間的通訊協定,手機和平板內大多都內建了Bluetooth,所以當智慧家庭裝置採用Bluetooth為連線方式時,手機和平版可以直接連線(但需要專屬APP),也可以直接連線至家庭中樞(例:Apple TV)(圖2)。

圖2 Bluetooth連接方式

優點:

.可以選擇是否透過家庭中樞進行連線。行動裝置可以選擇直接連線到智慧裝置做控制。

缺點:

.反應速度較慢,操作時具有延遲。

.耗電比Zigbee高。

Wi-Fi

家用Wi-Fi AP是相當普及的裝置,協助我們在家裡無線上網。當智慧家庭裝置利用Wi-Fi進行連線,可以直接將智慧家庭裝置連線至路由器當成一個Client(圖3)。

圖3 Wi-Fi連接方式

優點:

.不需要家庭中樞,直接連線至路由器。

.設定簡單速度快。

缺點:

.吃路由器效能,若連線裝置多會導致反應變慢。

.更換路由器時需重新綁定。

Thread

相較於其他的連線方式,Thread算是一種比較新的通訊協定。智慧家庭裝置需與中樞連接,特性是利用串連的方式讓裝置與裝置進行溝通,構成網狀網路(Mesh Network)(圖4)。

圖4 Thread連接方式

優點:

.透過網狀網路能夠加強整體網路連線的穩定度及反應速度,延遲度非常低。

.能夠自行修復網狀網路,不會因為一個節點的故障而癱瘓。

缺點:

.市面上產品較少,支援Thread的產品如下:

(1)中樞設備-HomePod mini、Apple TV、Google Nest Hub Max

(2)路由器-Eero 6 Pro、Google Nest W-Fi

(3)產品-Nanoleaf Essentials燈泡及燈條、Eve門窗傳感器、Eve Energy智慧插座、Bellin Wemo智慧插座

Matter一統江湖

由於各家廠商使用不同的平台和標準來操作智慧家庭裝置,各家之間互不相連,除了部分智慧家庭裝置可能同時支援不同平台之外,消費者並沒有辦法用單一平台控制不同派系的智慧家庭裝置。市場上的各家業者意識到封閉的智慧家庭不利於公司開發新的裝置也不利於消費者購買使用,於是Apple、Amazon、Google和Zigbee聯盟(現已更名為連接標準聯盟,Connectivity Standard Alliance, CSA)聯合發起開發並推廣一項免除專利費的新協定,簡化智慧家庭的開發成本,並提高產品的兼容性。Matter這個新的物聯網標準應運而生,無論智慧家庭裝置製造商是誰、支援哪個平台、使用哪一種底層聯接技術(Zigbee、Bluetooth、W-FI、Thread…),Matter都將讓這些裝置擁有更佳的互通性和易用性。目前已經有超過250家企業加入Matter聯盟。

簡而言之就是,習慣使用HomeKit平台的消費者,可以購買Amazon、Google的智慧家庭裝置,並使用HomeKit的平台介面進行操作,反之亦然。Matter的架構詳見圖5。

圖5 Matter架構圖 (資料來源:Connectivity Standards Alliance)

Matter標準建立在網際網路協定(IP-Based)之上,利用以下技術進行連接:藍牙(BLE)、Wi-Fi、Thread、DOCSIS、Cellular、Ethernet、802.15.4(Zigbee),其中,DOCSIS全名為有線電纜資料服務介面規範(Data-Over-Cable Service Interface Specifications);802.15.4即IEEE用於低速無線個人區域網路(LR-WPAN)的實體層和媒體接入控制層規範。該協定能夠支援消耗功率最少,一般在個人活動空間(10m直徑或更小)工作的簡單裝置。

簡而言之,採用Matter有以下的優勢:

.安全性提升

.低廉的建置成本

.購買選擇彈性大,選擇多元

.高相容性

.跨平台整合

Matter同樣具有潛在的可能缺點,在未強制要求所有連接功能都必須相同的狀態下,可能導致功能產生落差,舉例來說,假設Amazon推出一款攝影機,雖然受惠於Matter架構,可以連入HomeKit平台並在HomeKit上顯示裝置,也可以在HomeKit平台上操作錄影、預覽畫面等,但細膩的操作項目可能無法在HomeKit上實踐,例如人體感應、人臉辨識、詳細日誌、觸發安防等,可能必須利用Amazon的APP才能做到這些進階的操作,導致HomeKit與Amazon APP上的功能有相當程度的落差。

因應不同平台及不同廠牌的智慧家庭裝置,以及各種不同的連線方式,百佳泰提供超過1,000台以上的測試設備,具有完善的相容性驗證測試,以確保產品在不同的平台和連線設備上能順暢運作,保證產品能有最佳的使用體驗,在研發前期就抓出重大問題,以降低使用者的不良使用感受及客訴。針對智慧家庭裝置,百佳泰規畫以下測試:

.相容性測試(Compatibility Test):筆記型電腦/桌上型電腦/手機/平板,Router/AP

.功能性測試 (Functionality Test)

.無線干擾測試 (Wireless De-sense Test)

.使用者體驗測試(User Experience Test)

.競爭者分析與品質提升諮詢(Competitive Analysis and Consulting)

除了以上提到的測試項目,百佳泰還能為產品專門設計客製化的測試項目。經過測試,智慧家庭裝置將能借助Matter互通之力打開多元新玩法。

(本文作者為百佳泰副理)

參考資料

[1] Homekit智慧家庭配件列表:https://www.apple.com/tw/ios/home/accessories/

[2] Google home智慧家庭配件列表:https://store.google.com/us/category/connected_home?hl=en-US&pli=1

[3] Alexa智慧家庭配件列表:https://www.amazon.com/gp/browse.html/ref=as_li_ss_tl?node=6563140011&ref_=ods_sr_dp_sh&linkCode=sl2&tag=oblog-xproduct-20&linkId=9ec7746dbe17aeb79991a48433aae80a&language=en_US

[4] 米家智慧家庭配件列表:https://xiaoai.mi.com/Homewear

本站使用cookie及相關技術分析來改善使用者體驗。瞭解更多

我知道了!