日本電子業積極打造節能「智慧家庭」

像是智慧家庭、智慧城市…等等概念，已經不再只是日本學界為了申請補助而提出的天馬行空想像，也不是日本官方經濟產業省(Japan’s Ministry of Economy, Trade and Industry，MEITI)主導推動的產業項目。當然，學界與官方並沒有放棄這個發展方向，遠非如此。

從這場嵌入式技術展會上可明顯看出，基於震後復興需求以及危機意識，科技業者正以前所未有的嚴肅態度看待「智慧家庭」這個概念，因此他們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。

根據EETimes日本版編輯石田(Masaya Ishida)的觀察，日本的「智慧家庭」概念不同於美國由公用事業機構主導的「智慧電網」相關議題；雖然在這個概念之下，也包含了由公用事業機構所提供的不間斷能源，但進一步詮釋所謂的「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。

也就是說，賦予每個裝置與系統「智慧控制」的功能，讓一般消費者能為家庭或工作上使用的每一台嵌入式系統，實現自己訂定的能源消耗量與節能標準。此外，所謂的“能源獨立”家庭，則是構想能把每天節省下來的能源，儲存在電動車的燃料電池裡。

石田提醒我，有很多日本人是住在大城市裡的，因此他們只會在週末開車出遊，平日上班通勤則是搭乘大眾交通運輸工具；這樣的生活習性衍生了將能源儲存在家用車的概念，也就是在用電離峰時間進行充電，然後在用電尖峰時間將能源智慧分配至家裡的所有裝置。

從震災後用電吃緊所學到的教訓

今年夏天，日本實施了限電措施(原因之一是福島核電廠停擺)，讓日本企業、工廠、零售商店與一般消費者學到了關於“堅持不懈”的寶貴經驗(因為尖峰時間限制用電，禁止開啟街上的霓虹燈招牌，公共場所的手扶梯也關閉，並要求辦公室與商店減少日光燈管的使用，工廠生產線也得在假日運轉)，以及如何身體力行、節省每一毫瓦用電。

在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。

智慧屋

福岡智慧屋聯盟所展示的“智慧屋”模型

上圖是福岡智慧屋聯盟(The Fukuoka Smart House Consortium)所設計的“智慧屋(smart house)”模型，屋頂上裝有太陽能板以及風力發電機；顯示在電腦螢幕上面的圖片，描述智慧屋內所有能源控制系統之間的關聯。

下圖則是福岡智慧屋的組成功能區塊，需要有許多關鍵介面標準與技術的支援，包括電力線通訊、開放性網路閘道計畫，以及電動車與家用網路連結的標準等等(請注意，在圖中電動車所扮演的角色就是儲存能源)。

“智慧屋”功能區塊

智慧家庭的能源使用模式

是福岡智慧屋聯盟成員之一的公司Aval Nagasaki，藉由提供包括智慧電力裝置、智慧電源模組以及智慧電源管理設備等產品，扮演了一個關鍵角色；該公司經理西川(Wataru Nishikawa)在談到福岡智慧屋實地試驗的經歷時表示，不同於消費者使用一般IT設備的模式，不同的家庭與個人在日常生活的能源使用習慣會非常不同。

這種在能源使用模式上的差異，會讓家中的能源/電源管理系統帶來難以預期的壓力：「要在現實世界進行管理，難度會變得更高。」西川指出。

Aval Nagasaki所提供的智慧屋相關產品

村田製作所的無線閘道器

村田製作所的家用無線閘道器

村田製作所(Murata Manufacturing)以及子公司SyChip Electronic (上海)合作，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)；該系統搭配了一個無線閘道器，在村田製作所的攤位上進行實際展示。

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。

村田製作所智慧家庭感測器網路系統示意圖

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