結合嵌入式系統和ZigBee之家庭自動化系統

根據市場研究機構 ABI Research 的最新報告指出，家庭自動化系統(home automation system)今年度全球出貨量將達到180萬套，該數字估計可在2016年達到1,200萬，成長幅度幾近六倍；該市場的強勁成長動力，是因為有不須添加新電纜線的無線技術如 ZigBee 、以及電力線網路等基於標準的解決方案，將系統的成本降低、擴大了市場版圖。

ZigBee聯盟(ZigBee Alliance)宣佈為10家製造商所生產符合ZigBee家庭自動化(ZigBee Home Automation)標準的17種設備授予認證，可望協助打造更具智慧化建築，並提升公共應用規格。 ZigBee Home Automation是家電、照明、環境、能源使用和安全領域的控制標準，可直接與ZigBee Smart Energy等其它ZigBee公共應用規格互通作業。ZigBee Home Automation目前提供新的安全機制，並且支援門鈴和機動百葉窗。該標準能夠控制採暖通風空調(HVAC)系統、電源插座、機動設備、安全裝置等。ZigBee Home Automation認證產品可完全實現互通作業性，並將配備ZigBee認證標誌，能夠迅速開發和安裝具有吸引力、易於作業且能夠帶來盈利的新型應用(包括能源管理、家庭監控及安全、媒體管理)，以滿足目前聯網家庭的需要。

家庭自動化市場目前也看到不少創新方案， Google 最近發表的 Android@Home 架構就是一例； Android@Home 基本上是置放在最新版 Android 作業系統上方的中介軟體(middleware)層，該架構能為電燈開關、家電等設備提供應用程式介面(API)，以搜尋並連結至中央家庭自動化設備應用程式，也能讓那些設備透過智慧型手機來操控。該架構的問世，意味著現在有一種全新的低功耗無線通訊協定，可在沒有 Wi-Fi 訊號的地方支援設備的連結性。

台灣優奎士有限公司出品的ZigBee無線感測網路實驗系統，採用CC2530 ZigBee 傳輸晶片，具備如溫溼度感測模組、光照度感測模組、LED 混光控制模組、步進馬達控制模組等，可實際應用在家庭自動化的開發上，不僅可單獨在電腦上開發應用，並可結合本公司自主設計推出的UBIKIT 6612嵌入侙開發平台，採用Android 作業系統，具備3.5G 行動上網、WIFI、Ethernet 三種網路可供選擇，可讓使用者開發遠端控制服務，並擁有藍牙傳輸可實作藍牙控制家電，另外還具備UART、USB PORT、SPI、I2C等各式輸出、入介面，是使用者實現家庭自動化的好幫手。

 

Fig. 1 ZigBee無線感測網路實驗系統

( http://www.tw-ubiquitous.com/prod_list.asp?prod_sub_id=11&prod_id=11 )

Fig. 2 UBIKIT 6612 嵌入式實驗系統

( http://www.tw-ubiquitous.com/prod_list.asp?prod_sub_id=12&prod_id=28 )

Fig. 3 結合UBIKIT 6612和ZigBee之家庭自動化控制應用情境

Google at home project introduction

REFERENCE:

1. 電子工程專輯-家用自動化系統市場成長潛力足　競爭者眾

 http://www.eettaiwan.com/ART_8800644902_480502_NT_ea60ccde.HTM

2. 電子工程專輯- ZigBee家庭自動化認證產品打造智慧化住宅

http://www.eettaiwan.com/ART_8800581889_617723_NP_67e34961.HTM

淺談 Android

        隨著科技的快速演進，現代人對行動通訊、無線上網與多媒體娛樂的需求更甚以往，所謂的智慧型手機(Smart Phone)便成了炙手可熱的個人消費電子產品之一；從蘋果(Apple)不斷推出iPhone企圖顛覆消費者對手機的想像、RIM推出主打商務功能的黑莓機、Google的Android系統讓眾家手機廠商爭食大餅，到微軟(Microsoft)屢敗屢戰的從WinMo一路開發到WP7，智慧型手機戰場可說是戰況激烈。

        在眾家競爭者中， Android 可說是目前行情看俏的一套作業系統，以國際市調研究機構Gartner最新出爐2011年第三季的調查為例，採用Android作業系統的智慧型手機在過去一年以來成長幅度最高，目前的市佔率達到52.5%，較一年前的25%市佔率成長了一倍之多，穩站市佔率第一名。而在今年一月份甫落幕的國際消費性電子展(CES)，也處處可見各式各樣採用Android作業系統的產品。

圖1. Gartner調查智慧型手機市佔率，截至2011年第三季為止

          Android開放原始碼(Open Source)的特性，能輕易地提高廠商對自家產品的接受度，更不用提背後Google的強力撐腰能帶來多大的經濟效益。目前可見包括手機廠商HTC、Motorola、Samsung，以及電腦大廠HP與Dell等皆投向Android的懷抱，Android被廣泛應用可說是指日可待。

圖2. Android 系統架構圖

       儘管Android系統的普及看似指日可待，但在實際的產品應用上，也有其可能產生的問題風險。Android作為一個開放式的作業系統，是Google提供廠商的作業系統參考架構(reference design)，廠商能有充足的發揮空間，以Android為基礎向上開發設計自家產品，但也因為這樣的開放性與自由性，讓廠商在軟硬體結合的這個環節必須下更大的功夫，如何調整出最適當的軟體設定，更重要的是如何將軟硬體整合，開發出差異化的產品。

       

        台灣優奎士推出的智慧雲端Android/Linux 嵌入式實驗系統擁有完整的教材、週邊模組支援。與Android 智慧型手機相比，使用者除了可以學習開發Android 上的應用程式，更可以學習底層的相關知識，如Driver 的開發、作業系統的移植等，搭配相關的週邊可以讓使用者嚐試比手機更多元化的開發與整合經驗，可以完整學習到Android 的系統架構，並打破Android 只能是手機或平板電腦的作業系統，讓Android 更能深入週遭可見的各項裝置裡面，更能為日後工作累積實力，成功跨出職場的第一步!



Ref:

1. 電子工程專輯“Android裝置的開發挑戰：軟硬體如何巧妙整合？“ 

http://www.eettaiwan.com/ART_8800633487_480402_TA_fd96fc35.HTM

2.Android-APK'' 2011年第三季全球智能手機銷售，Android 佔 52%''
http://www.android-apk.com/tag/symbian/

        

節能智慧家庭介紹

        日本於今年發生了311大地震，所引起的大海嘯不僅奪走了許多人的性命，更危急福島核電廠，造成輻射外洩的重大事故，讓許多國家開始省思現行的能源政策。近日於日本橫濱舉行的2011年嵌入式技術展會(Embedded Technology 2011)，日本的電子廠商不約而同的將焦點集中在「智慧家庭(smart home)」上。

       

       根據EETimes日本版編輯石田(Masaya Ishida)的觀察，基於震後復興需求以及危機意識，科技業者積極尋求能讓民眾在家中或社區中，智慧地「控制、保全、儲存與分配能源」的嵌入式技術。所謂的「智慧家庭」，更好的說法可能是具備“能源獨立(energy-independent)”或是“永續性能源(sustainable-energy)”能力的家庭。

      今年夏天，因應福島核災，日本實施了限電措施，當日本民眾自豪於今年夏天達成了全國「節能目標」的同時，也積極為冬天的來臨作準備；在這個季節對能源的需求量肯定會比夏天更高。而這一次，當地電子產業的新目標是讓節省能源對每個人來說都“輕而易舉”，而不是要求每個人“堅持不懈”。 產業界發現，解決問題的答案可能在於嵌入式技術；他們要將每一種想像得到的智慧元素嵌入家庭、辦公室與社區應用的各式電子裝置中，包括智慧能源控制、智慧節能以及高效率能源儲存，還有智慧能源分配技術等等。

     村田製作所(Murata Manufacturing)，為智慧家庭開發了一個感測器網路系統，支援家庭自動化以及能源管理系統(Energy Management System，EMS)；這套系統是透過 ZigBee 閘道器來收集由感測器所偵測到的資訊，然後將這些資訊透過Wi-Fi或乙太網路傳送到網際網路、平板裝置終端上。該系統結合了村田製作所的感測器與通訊技術，提供一個包含無線閘道器、ZigBee感測器節點，以及原創使用者介面的全套解決方案。

     台灣優奎士推出的物聯網與ZigBee應用實驗系統，結合了目前最熱門的嵌入式系統及ZigBee感測模組，可以實作許多的智慧家庭應用，包含溫溼度感測、紅外線感測、智慧型無線窗簾遙控系統設計、情境燈光控制系統、太陽光能監控系統等熱門的議題。藉由這套系統不僅可以讓使用者學習到嵌入式系統及ZigBee的開發，並認識物聯網的組成及智慧家庭的應用，更可以讓學生在學校學習到目前職場的新趨勢，讓學生學以致用，一畢業即可與職場接軌。

Reference:
電子工程專輯-日本電子業積極打造節能「智慧家庭」http://www.eettaiwan.com/ART_8800656347_622964_NT_542b11ce.HTM

車載資通訊-Autonomous Driving 介紹

    車載通訊電子網路是汽車電子應用中重要的關鍵技術。在車用環境上，有包含機電控制器、感測器和半導體裝置等應用，透過車載通訊網路提供一個應用連結平台，以構成整體之智慧型車輛系統。

    在地面上，安裝於智慧高速公路上的智慧交通系統，多年來也一直扮演著引導消費者汽車的角色。這些無人駕駛裝置往往搭載了各種先進的感測和可即時處理的數據，以大幅減少與地面站進行通訊的需求。

    飛思卡爾半導體公司的航太暨國防部門行銷經理Glenn Beck指出，隨著汽車使用越來越多的感測器，它們的處理需求也水漲船高。目前這些車輛仍未使用多核心處理器，主要是使用32位元晶片。但未來，這些應用必然會採用多核心和64位元晶片。

    事實上，業界一直對無人駕駛車相當感興趣──Google也正致力於開發自動駕駛車。由於在行駛的時候，人還是坐在駕駛座上的。因此，國外多半以「Autonomous Car」自主汽車來稱呼。要實現自主汽車的原理，基本上還是靠著Google地圖來實現導航的骨幹，規劃行駛的路徑。不過，在實際上路的時候，汽車還需要輔助配備有：一組視訊攝影機video cameras、雷達偵測器radar sensors、雷射範圍偵測器laser range finder，來幫助自動汽車去在行駛時檢視現場的交通狀況，可以在瞬間分析出來該怎麼行駛。

Fig.1. Google Autonomous Car (reference by New Your Times)



    從上面這張紐約時報的插圖來看，可以幫助我們更好地了解這台神祕的自主汽車各個部位元件：

• Lidar：雷射雷達系統，旋轉偵測出周圍200英呎範圍的地形，描繪出一個立體的3D地圖。
• video camera：視訊攝影機，用來幫助車上的電腦來辨識前方的障礙，避開阻礙。
• Radar：有四個雷達偵測器，三個在車子的前方（前、前左、前右），一個在車子的後方，用來偵測四周的物體。
• Position Estimator：位置估計器，裝置在左後輪上，用來計算汽車的移動以及加速，幫助鎖定汽車現在位於地圖上的位置。

   底下是ABC NEWS 記者親身體驗Google Autonomous Car的影片：

    目前車載通訊網路應用主要透過統一的通訊協定CAN BUS，其能夠支援多種規格，以滿足車載環境複雜的應用需求。隨著嵌入式系統不斷地融入我們的生活中，相關的無線感測網路亦逐漸與嵌入式系統連結在一起，台灣優奎士推出的智慧車載資通訊實驗系統採用雙核心的UBIKIT嵌入式平台，除了針對CAN的相關規格介紹外，透過開發Android的應用程式並搭配設計相關的教具讓初學者能在理論與實務上整合起來，以達到作中學的目的。

Fig.2. 台灣優奎士智慧車載資通訊實驗系統

REFERENCE:

http://www.nytimes.com/2010/10/10/science/10google.html?pagewanted=all

http://www.eettaiwan.com/ART_8800652809_676964_NT_191372f0.HTM

http://www.techbang.com.tw/posts/5077-knight-rider-is-not-a-dream-google-video-exposure-unmanned-vehicles

http://googleblog.blogspot.com/2010/10/what-were-driving-at.html

後PC時代嵌入式系統發展趨勢

        隨著3G的普及，使用智慧型手機、平板電腦上網相信已經成為很多人的習慣，就連在等過馬路的時候也會有許多年青人在低頭看手機。現在極積發展推廣的明日屋，未來連電視、冰箱也都可以直接上網。當初蘋果推出IPAD的時候，普遍都不看好其市場，因為平板電腦已經推出很久，認為只是冷飯熱炒，但事實證明IPAD 已經改遍了您我使用網路及電腦的習慣。未來的世界將成為隨時隨地都可以接收傳送資訊的時代。

        思科系統(Cisco)在今年6月初發佈的第五次年度網路預測報告，根據這份報告指出了兩大重點趨勢。，到2015年時：
        首先，越來越多的網際網路流量是來自PC以外的設備。去年，只有3%的網際網路流量來自非PC設備，但到2015年時，非PC的網際網路流量將成長到13%。此期間PC網路流量的年複合成長率為33%，但電視、平板電腦、智慧手機，以及機器對機器(M2M)模組等新興設備的流量成長率卻預計將分別達到101%、216%、144%以及258%。
如果觀察網際網路上的視訊傳遞現況，你會發現許多都經由PC以外的設備傳送。截至2010年底，約92%的網際網路視訊流量來自PC。但到2015年，該數字預計將下降到79%，而超過五分之一的網際網路視訊流量會來自非PC設備。到2015年，電視將佔超過18%的網際網路視訊流量，這顯示出連網電視的發展潛能。
        其次，電子裝置的設計更加可攜和無線化。去年，有線設備仍然佔據大多數的IP流量──約為有63%。但到了2015年，來自無線通訊設備的流量預計將超過有線裝置，屆時無線和行動設備的流量將佔54%，而有線設備則降至46%。

圖1. 2005-2013 3C產業成長趨勢圖

( REF. http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/it/2011-05/11/c_121403324.htm)

        根據圖1. 桌上型電腦+筆記型電腦和平板腦+智慧型手機成長趨勢圖，在2011年全球智能手機+平板電腦出貨量將超越臺式機+筆記本電腦出貨量。綜觀以上的分析，可以發現現在已經是身處後PC時代，PC 的衰退正代表著嵌入式系統的堀起，不論是智慧型手機、平板電腦，甚至家庭裡的家電設備，都是嵌入式系統發展的重點。嵌入式系統學習門檻高，學習面向廣泛，相對訓練出來的學生具有高度的就業競爭力。未來學生可以從事軟硬體相關的開發，如軟體APP撰寫，或是系統整合垂直開發。目前嵌入式系統學程已經成為學校的熱門課程，但是有感於目前學校使用的開發板都是從國外或大陸進口，在技術支援及相關軟體的取得上顯得較為不足。因此台灣優奎士有限公司自主設計UBIKIT 6612嵌入式系統，包括相關的電路圖、軟體，都可以提供最詳盡的資料，以及最即時的支援服務。另外還搭配由各所大專院校的教授所撰寫的詳盡教材及教材source code，還有相關的教學配件，可以降低入門的門檻，肯定是老師們上課及專題開發的利器。

圖2. UBIKIT 6612情境應用

*文章部份內容資訊出自 電子工程專輯 專家觀點: PC像“恐龍“正瀕臨滅絕?
http://www.eettaiwan.com/ART_8800644716_617723_NT_92356c57.HTM