兼顧傳統的電氣迴路與操控方式

一般家庭的電氣迴路，主要為電燈與插座兩大類。圖 1 為傳統電燈迴 路的配線圖，電源由配電盤內的開關(一般為 NFB 無熔絲開關)，經由電燈 開關、 燈具、再回到電源側，以構成完整的供電迴路。電燈開關一般為雙 切開關，有兩個固定位置，一個讓迴路斷路，另一個位置讓迴路接通。開 關所放置的位置，通常與所控制的燈具在同一個空間，而且位在住戶最容 易操作的位置。在智慧型居家中，這個開關可以有幾種可能的取代方法：

1.完全屏除：若是這個空間採取全自動的模式，電燈的所有開啟與關 閉行為，全部由中央控制主機控制，則這個開關可以完全去除，換言之這 個開關的位置，是由受電腦所控制的接點取代。這種方式在某些公共空間 中，或許可以使用，但是在居家生活中，有它的不方便性，所以不多見。

2.以整合式面板取代：這是目前最常看到的作法。在一般的辦公大樓 中，經常看到這樣子的組態。在這種組態中，空間內的照明全部集中到少 數的集中控制面板上。這個面板的開關數，約略等於總照明燈具數，而且 有全關或是全開的按鍵。圖 1 所示的神燈系統，基本上類似這個功能，可 以由單一面板控制所有的燈具。這個作法的好處是照明可以讓手動(由開關 切換)與自動(由控制邏輯決定)方法可以並存；而明顯的缺點是價位不低，

而且數量的多寡是一個成本效益的抉擇。若是要在傳統開關所在位置，都 以一個這樣子的面板取代，則所花費的成本會相當可觀，若是減少個數，

則在沒有安裝的地方，可能會造成一些不方便。

圖八. 傳統電燈配置 圖九. 智慧電燈迴路配置

3.以接觸式開關取代：將傳統切換開關改為按鍵式開關。傳統的開關 會停留在某一個位置，直到被更改為至為止(toggle switch)，而按鍵開關 則是在按下時，會更改到另一個位置，當釋放時則會回復到原先位置。若

使用開關打開電燈，此時開關停留在燈亮的位置，稍後若是這個燈具由控 制器依據事先規劃的控制邏輯而關閉。此時就產生認知上的落差，因為電 燈已經熄滅，但是開關卻還是停留在燈亮的位置。因此，這個開關必須更 改為可以自動復歸的按鍵開關。延續剛才的例子，當要讓燈亮時，則按一 下按鍵燈就開啟，當使用者的手離開開關後，開關會復歸到原先的位置。

稍後燈具被控制器熄滅時，就不會發生認知上落差的情形。圖 4 就是一個 可能的組態，比較此兩個圖可以發現，傳統的切換開關被按鍵開關以及控 制器取代。但是因為控制器是放在配電盤內，所以就使用者的觀點來看，

只有將原先的切換開關改為按鍵開關罷了。這種方法是最接近目前的使用 習慣，兼顧智慧與傳統，所以比較好的建置方式。

傳統與智慧燈具控制的差異，除了前面所敘述的之外，還有其他需要 考量的點。傳統燈具控制的切換開關是一個很堅固(Robust)的元件，除非 是特殊情況(例如短路)，否則幾乎不會損壞。反之，在智慧型控制中，控 制器的堅固性相對就脆弱許多。除非使用工業級的產品，否則故障在所難 免。而故障時，所需要的修復時間可能會比傳統的配線方式長。在這個講 究 DIY 的時代中，更換傳統電燈迴路的設備，並不會有太大的困難度，即 便要尋求外部的協助，也可以輕易地找到坊間的維修點(譬如水電行)。反 之，在智慧型環境中，因為目前尚未到達非常普及的情形，因此若是發生

故障時，大部分需要特定的廠家才可以維護，而這可能會耗費一些維修時 間。

所以，以實用性考量，應該要加上旁路(by pass)開關。這個旁路開關 可以直接開啟或是關閉燈具，就如同傳統的開關一般。這個開關是用在當 控制器故障，無法經由控制迴路來開啟或關閉電燈時使用。因為使用的機 會不多，所以安裝位置可以較不受限制，可能的位置是在配電盤內部，或 是配電盤的面板上，圖 9 就是一個範例。這個旁路迴路使用傳統的切換開 關，不過不會造成前面所談的認知混亂問題。因為這個開關很少使用，而 且使用的目的是很明確的，僅是緊急使用。

智慧電器迴路方式 全新智慧居家系統 控制面板 使用傳統電力面板 全新系統面板

維修方面 可自行更換，並隨處可 購買控制面板

通知系統廠商維修。

或更換系統控制面板

維護費用 經濟 昂貴

線路設計 簡單 複雜

表 1 智慧電器迴路與全新智慧居家系統比較表 障時間(MTBF: Mean Time Between Failure)。

簡單：此控制器是用在居家場合，因此必須要容易架設、安裝與維護。

個人電腦加上輸出入卡：這是利用一般的桌上型電腦，加上控制用輸 入輸出介面卡所組成。這種系統因為使用常見的組件所構成，軟體也可能 使用常用的環境來開發，因此這種方法的優點是價位較合理，日後擴充性 也可以，但是缺點是堅固性，以及系統的穩定性。

個人電腦加上通用型控制元件：這種方式是用一般的桌上型電腦，加 上小型通用型分散式控制模組來建構。這種小型的分散模組通常是用於工 業界，因此具備兼顧可靠的優點。這類控制器會透過通訊介面跟電腦溝通，

以往常用的通信介面大多為 RS485，近來則開始有 TCP/IP 的介面出現。這 種組合幾乎可以滿足前面提到的幾個需求，因此本文建議使用這種組態來 建構控制器。

圖 10. eDAM-9050 分散式資料蒐集器

通用的工業用控制器：最常見的通用控制器為可程式控制器(PLC:

Programmable Logic Controller)。這種控制器最常用在產業機器上，容 量可以由僅可以連接十數個控制點的小型控制器，到具有數百個控制點，

且具有複雜控制功能的大型控制器。通常較大型的控制器，都具有網路或

在軟體的製作上，也可以分成下列數種方式:

1.集中控制：程式作業是在單機上運作，也就是程式是位在控制主機 之上，使用者直接在該控制主機上下達控制命令，以及取得外部輸入的狀 態值等。這個方法的好處是直接控制，安全性最高，缺點是任何的操作行 為都要在固定位置的同一主機上進行，圖 8 是這種組態的一個示意圖。

電器設備

圖 11. 集中控制

2.分散式控制：控制主機只負責控制的行為，而不提供人機介面。人 機介面是透過遠端連線到主機來進行控制，目前對於這一個部分也有數個 解決方案，但是比較常用的是用透過瀏覽器作為人機介面，監控畫面是以 web-based 的方式呈現。這個方法的好處，隨處都可以進行控制，而不受 時空的限制。明顯的缺點是安全性議題，被入侵的風險會比高。

3.2.3 遠端監視與控制 行的 Google Youtube，Picasa，微軟 SkyDrive，雅虎等，都提供相關服務。

雖然這些大公司都有提供相關服務，但安全性，容量，空間等，也相

安全性 做較多的安全防護，偶 而有聽到其他大廠 (AT&T) 有個資外洩的 狀況

普通，需懂電腦的專業 人士，加設相關的防護 設施軟體

頻寬大小 較大 需視家中頻寬申請大小

而定 表 2 公用雲端與私有雲端提供服務表較表

本研究中使用自由軟體 Ostube 影音多媒體伺服器，讓使用者只要透過上網 設備，就能隨時欣賞多媒體影片、音樂、照片、或預錄電視等內容。

3.3 系統功能：

Objective C 語言，Pascal 語言、COBOL 語言，以及支援函數式編程和邏 輯編程的 Mercury 語言，等等。而 GCC 也不再單是 GNU C Compiler 的意思，

而是 GNU Compiler Collection 也即是 GNU 編譯器家族的意思了，目前已 經成為 Linux 下最重要的編譯工具之一。

GCC 是一個交叉平台的編譯器，目前支援幾乎所有主流 CPU 處理器平 台，它可以完成從 C、C++、Objective C 等源檔案向營運在特定 cpu 硬體 上的目標代碼的轉換，GCC 不僅功能非常強大，架構也異常靈活，便攜性

（protable）與跨平台支援。

3.4.2 Adobe Actionscript 3.0

Flash 是目前市面上最優秀的動態網頁設計技術，不僅擁有跨平台、高 品質、檔案體積小、可嵌入字體與影音檔等優點外，加上其擁有物件導向 式程式語言支援，以及影音視訊應用的能力，使得 Flash 不再只是動畫編 輯工具，而是一個具備多媒體功能的編輯軟體，對於與使用者互動，有良 好的介面設計，其特色如下：

1.最為靈活小巧的前臺

Flash 堪稱最為靈活小巧的前臺，由於其獨特和時間片段分割

（TimeLine）和重組（MC 嵌套）技術，結合 ActionScript 的物件和流 程控制。使得在靈活的介面設計和動畫設計中成為可能。

2.跨平臺的特性

無論使用何種平臺，只要安裝支援的 Flash Player。就能保證它 們的顯示效果都一致。而不必像在以前那樣為 IE 和 FireFox 或 Chrome 各設計一個版本。

3.可攜性很強

如同 Java 一般，它的可攜性很強，特別是在小型網路中和小型設 備中，例如：手機、PDA 等。

ActionScript 是 Adobe Flash Player 執行階段環境的程式語言。這 套語言可為 Flash 內容和應用程式提供互動性、資料處理和更多功能。

3.4.3 Flash Remoting :

Flash Remoting 是 SWF 和後端溝通的一種技術，底層是以 HTTP 協定 傳送 AMF 格式的資料。AMF 是個二位元資料格式，可以減少頻寬的消耗。

Flash 則使用 NetConnection 類別進行 Remoting 呼叫。然進行資料 傳送。

Remoting 是一種分散式架構，用來讓兩端非對等技術相互溝通，如圖 下為 Flash Player/Remotimg 的架構，Flash Player 對伺服器的 Remoting Component 做溝通。

Flash Player

Web Server Client

Server

Remoting Component

圖 13 Flash Player/Remotimg 架構圖 Flash Remoting 使用 HTTP 意味著：

1.HTTP 是非持續連續協定，有 request 才會建立新的連線，response 之 後就會斷線。Player 和 Remoting component 之間的溝通是『有要求才回 應』。

2.Remoting 可以藉由瀏覽器使用 SSL(Secure Sockets Layer)。

2.Remoting 可以藉由瀏覽器使用 SSL(Secure Sockets Layer)。