隨著社會成熟度與經濟規(guī)模的演進與網路的普及,，使得數位化或智慧化的生活環(huán)境逐漸成為可能。智慧家電與感測模組在智慧生活的應用范圍亦隨之擴展,，人們有機會與建筑物產生不同于以往的互動關系,、建筑物本身與周遭環(huán)境無害地共存。本文將盡量不談技術細節(jié),，試著討論在未來智慧居住空間潮流下RFID在建筑物中的幾個應用案例,。
智慧建筑
智慧建筑必須對著環(huán)境條件與使用者需求等不同型態(tài)的作動態(tài)改變。 1990以前“智慧型建筑”議題針對建筑物的保全監(jiān)控,、物理環(huán)境及建筑設備…等進行，以建筑硬體管理及自動控制為主,。 1990以后ICT產業(yè)及網路發(fā)展使今日的住家環(huán)境能透過網路聯(lián)結對內及對外的聯(lián)系,，利用資訊科技進行運算。住家中也包含各種智慧家電設備,，提供屋內屋外的資訊互動,，進而具備預知能力暨回應居住者對舒適,、便利、安全,、娛樂等方面的需求,。
對于智慧化居住空間的定義有眾多的解釋，筆者在此試著引用：借著應用智慧的方案（包含了智慧材料與資訊科技）,，讓居住者與所處的空間環(huán)境可以產生互動,。這個空間可以呼應居住者的各式需求：包括具備提供居住者舒適空間的調控能力、隨時隨地提供居住者所需的各式資訊,、使得居住其中的使用者因具有與掌握環(huán)境與各式資訊的能力,，改善居住于此空間中的經驗。在成就智慧建筑或是智慧化的居住空間時,，經常討論到利用“無所不在的運算”(Ubiquitous Computing)與“空間涵構察覺”(Context-Aware)來達成智慧化居住空間的定義,。無所不在的運算—是指系指設備以各種外在形貌存在、感測裝置無所不在,、輸入與輸出的訊號種類繁多,，并可整合運算、通訊,、感測于真實物質世界中,。空間涵構察覺—指的是一種設置于空間中的運算系統(tǒng),，可感測到使用者在現有空間范圍中各種可能相關利用的環(huán)境要素,，并回應使用者的需求,。
智慧建筑物中的感測需求
為了達到建筑物具備回應居住者需求的能力,，建筑物必須具備感測的能力。建筑物的感測需求大致可分類為以下幾個項目：
1.建物與個人的保全與安全：門禁,、有害氣體偵測,、火災警報,、緊急通報….
2.居住者的健康照護：生理參數、人身定位….
3.能源管理：燈光,、空調,、家電….
4.便利舒適：影音娛樂、室內空氣品質,、溫濕度控制….
RFID應用
RFID當然可以呼應上述的部分感應需求,。從RFID的技術屬性來看，具備ID身分識別的標簽該是平價且易于被辨識讀取,。標簽ID所代表的意義,，端看標簽的使用對象與其資料庫所賦予的標簽定義。 RFID技術的使用上重點則在于確保ID標簽的正確讀取與如何使用定義ID資料庫中的資料,。
RFID技術在建筑與居住空間的應用,，從時間軸線看大概區(qū)分為1.建筑物本體的營造期間與2.營造結束后對人或物件管理兩個階段,。營造期使用RFID通常在于建材與營造工程的管理。如大型建筑中的鋼骨構建管理,，利用RFID標簽定義建筑構件的分類符號及流水號,，可以精確管理每一鋼骨建材是屬于哪一棟、哪一樓層,、哪一種構件類型,、哪一柱線或序號別。此外,，營造工程的管理可以對于工程類別(鋼骨上梁,、水泥預鑄/灌漿)、施工組別或團隊,、施工日期記載與追蹤等等,，營建管理階層可以掌控建材倉儲、調度與工期,，甚至作為日后驗收時厘清責任歸屬的依據,。 RFID技術的引進實為減少大量人力抄寫紀錄作業(yè)，提高工作效率,、資料正確性與降低人力成本,。不過，目前的RFID標簽的使用尚不屬于永久留置于建材構件中,。通常在建材構件就定位或施作工程告一段落,，完成驗收后便將RFID標簽取下，重復使用在未完成的建材構件與下階段的工程管控上,。
完成后的建物,，RFID標簽若與加速度計、扭力計,、水壓計等感測器結合,。便可以在建筑本體重要的梁柱或主體結構內留置RFID標簽與感測器，透過無線傳輸技術將感測值讀出紀錄,，定期追蹤梁柱的位移量,、形變量或地下水位狀況，提供評估梁柱安全或地震發(fā)生時對建筑物的影響時的評估依據,。
就對象而言,，一為人(寵物)、二為物,；在人(寵物)的應用有：1.門禁管制,、2.個人化設定、3.人身定位·導覽,、4.寵物晶片等等,。在物品管理上則有：1.藥物管理、2.食物管理,、3.圖書管理,、4.包裹·物流、5.衣物管理等等,。
門禁應用
RFID技術首先進入到我們的生活之中的應該就是從門禁的管制上開始,。如幾乎已經成為臺北市民日常生活中必備的捷運悠游卡(逐漸轉型為小額付款的電子錢包)、一般辦公室進出的識別證,、或是小學生的到校簽到的學生證等皆是,。這類的應用流程大致如圖一所示：比對ID是否為授權范圍的人?若是啟動后續(xù)授權指令(開啟門禁)或作動反應(悠游卡記載進入或離開捷運站名、時間,、扣款等動作)并將辨識發(fā)生時間寫入資料庫,。
圖1、常見RFID辨識處理流程
個人化設定
以個人化設定的情境為例：圖2為個人使用的臥房,，建置其中的設定可能有空調,、多功能顯示器等等，當經由RFID標簽辨識到進入者的身分時,，系統(tǒng)可以回應進入者所偏好的溫度設定,、燈光照明模式、當日自選股票組合行情,、當日行程行事歷,、或播放習慣收視之節(jié)目或廣播。
圖2,、臥室的智慧化與個人化設定情境
RFID在居住空間中健康照護與廚房的應用
以下筆者利用兩個參與開發(fā)的實驗案例介紹RFID技術在建筑空間中健康照護及廚房中的應用實例,。
機構式智慧藥柜(用藥提醒)
這是一個與社福機構合作的健康照護示范建置案,。用藥提醒為導入健康照護示范應用的一部分。該社福機構約有9個床位來照護身心健康的高齡長者,。長者行動無虞且能自行照顧生活起居,，多數人每日有服用長期處方簽藥物的需要。通常由機構照護者追蹤長者的用藥狀況,。計畫的執(zhí)行系依據長者現有的用藥習慣(即不按日分時段預先分藥與撿藥,，僅在服用時間到時，自醫(yī)院領回的藥袋中撿取該用的藥物與數量服用)客制此一開放式藥柜(如圖3),。也由于長者不習慣資通訊設備,，因此藥柜這端的介面僅有LED燈號與提醒用的喇叭。該藥柜則是每一床位配置一只,。藥柜內的RFID天線為垂直直立于藥柜后端,，感應柜內任意置放的多個藥袋RFID標簽。 RFID讀取器則透過網路后送標簽讀取資料至中控電腦,。
圖3,、RFID藥柜內建RFID天線、Reader,、喇叭與LED燈號,，收納含RFID標簽之藥袋
用藥提醒的系統(tǒng)架構如圖4。
圖4,、機構式用藥提醒系統(tǒng)架構圖
圖5,、用藥提醒管理介面
在用戶端
■該用藥而未服藥時發(fā)出語音,，藥柜上亮燈提醒患者服用該藥
■發(fā)送取藥時間至管理端
■偵測是否取錯藥物
在管理端
■建立住戶用藥、用藥資料,，方便往后查詢以及修正用藥
■記錄所有忘記服藥以及服藥的時間
■顯示患者忘記用藥次數以及時間點等相關資訊
■紀錄用藥習慣于資料庫
■用藥周期及更替提醒
智慧廚具
從技術開發(fā)的觀點來看,，筆者參與的這個計畫并沒有開發(fā)全新的技術，而是透過通訊技術將次系統(tǒng)與模組與電腦整合,，透過簡明的人機介面將所有系統(tǒng)設定的功能發(fā)揮出來,。盡管如此，開發(fā)實用,、有別于現況的廚具才是計劃原點,。
智慧廚具的“標的族群”為：我國國民(核心家庭或頂客族)、日常廚房使用率高,、收入穩(wěn)定,、對資通訊產品接收度高。廚具開發(fā)出來后希冀能1.符合我國民情與居住空間的現況,。 2.對于使用的族群在使用上沒有太多的學習障礙,。 3.同時將本廚具視為“資訊提供”的載具，除提供給使用者有用的烹調資訊外并與具備與其他廳室資訊互聯(lián)的能力,。
有了標的族群與廚具的實際的功能收斂后整合下列次系統(tǒng)與技術(表1)：
表1,、智慧廚具功能設定與技術整合列表
圖6,、廚具主體設計概念
圖7,、完成后之廚具外觀
圖8、智慧廚具的硬體通訊與資料傳輸架構圖
以下僅介紹本智慧廚具利用RFID技術所提供的功能—利用RFID天線與電子磅秤的總成將食物標簽與重量一次讀取寫入資料庫,。該總成系統(tǒng)能夠提供下列幾項功能的基礎。
倉儲系統(tǒng)
入庫
將食材上之RFID標簽資料與電子磅秤量測到的重量一并記錄在資料庫中,。 RFID標簽中定義了食物名稱,、食物分類、購買日期,、保存期限等資料,。螢幕介面上可以隨選輸入食材的價格，便可以將價格寫入該食材在資料庫中的紀錄,。進而提供每月在食材開銷統(tǒng)計（統(tǒng)計于使用之中）,。圖9為入庫之操作介面。
圖9,、入庫之操作介面
應用程式將資料庫中原始食材資料作整理后呈現
1.食材用鑿前使用記錄—將未用完的食材重新放回電子磅秤與RFID總成作記錄,，在螢幕介面上會顯示該食材在用鑿前每次的使用時間與重量。
2.提供當月/當年使用的食材在六大類食材中的總重量與花費統(tǒng)計,。提供一個食材食用是否均衡的總量概念以及顯示食物類花費總計,。如圖10所示,。
完整智慧廚具之人機介面配置如圖11所示。
圖10,、使用之操作介面
圖11,、智慧廚具之人機介面配置
廚具其他的功能則整理列于表2 ,。提供參考。
表2,、智慧廚具之功能總表
小結
在建筑物的應用中RFID還有更多的應用情境,。筆者在此野人獻曝地提出幾項應用，希望能有拋磚引玉的效果,。進引發(fā)更多建筑物內外的應用及商業(yè)化產品，早日達到我國智慧化居住空間的境地,。