标签: 互操作性

在上一篇文章：「『你听懂了吗？』 语音助手的验证困难」中，我们提到了语音助手透过无线连接和语音辨识技术，不但能执行各种多媒体播放，信息搜寻，还能控制家中、办公室、酒店、校园等各种智能环境中的其他物联装置。总的来说，一台语音助手必须和其他产品兼容串联运作，才能称作是一台「智能」语音助手，例如要能够顺利透过路由器连网或是透过蓝牙同步连接手机。百佳泰根据语音助手互联互通的使用特性，设计了一套语音助手验证方案来测试不同语音助手的互操作性。在使用 6 台不同厂牌的语音助手，并搭配 20 台手机以及 20 台路由器进行串联配对实验后，我们竟发现了不少语音助手兼容性问题。我们认为，即使语音助手通过了 Wi-Fi 或者是蓝牙认证，当其跟市面上各式各类的产品进行串联时，仍旧会发生各类兼容性问题。因此，我们将会针对百佳泰 Wi-Fi 和蓝牙兼容性验证的测试结果，加以分析并阐述产品互操作性上发生的问题，包括延迟性，连接失败，不一致的用户体验和功能性问题，并更进一步提供建议和意见。 语音助手的常见应用面 在上一篇文章，我们提到了语音助手常见的三大应用面（信息搜寻、多媒体资源播放和智能家居控制），其中，以多媒体资源（例如：听音乐、广播电台等）应用最为广泛，技术也最为成熟。根据 Voicebot AI 报告（ 2018/01 ）显示，有超过 75% 的用户每个月都会使用语音助手来播放音乐。除此之外， Kim Bayley （英国娱乐零售商协会的 CEO ）和 Geoff Taylor （英国唱片协会 CEO ）联合撰写的报告也指出，有超过 80% 的使用者会利用智能语音助手听音乐（ 2018/03 ）。 图一：语音助手的应用（数据来源： Voicebot AI ） Wi-Fi 兼容性问题 智能语音助手可以透过使用 802.11 协定的 Wi-Fi 技术来连接多个音乐播放平台（例如：百度音乐、 QQ 音乐、考拉 FM 、喜马拉雅 FM 等）播放音乐及各类有声资源。然而，由于市面上各种类型的语音助手和路由器之间的搭配组合众多，不同的配对组合容易引起 Wi-Fi 互操作性问题。百佳泰挑选了市面上最流行的智能语音助手（例如：亚马逊、联想、小米、阿里巴巴等）与 20 款路由器（例如：苹果、谷歌、贝尔金、美国网件等）进行配对，发现了延迟现象以及连接失败等情况，而这些问题都是会降低品牌的用户满意度。 图二：「百佳泰全球设备资源库」路由器列表（数据库含括上千个不同测试平台） 延迟性问题 当语音助手接收到指令或要求时，它会先通过网路连接到它的数据库，然后再给出相应的答复。因此，百佳泰记录 6 款语音助手（分别命名为“ P, M, I, A, D, 和 L ”）透过 20 台不同的路由器（分别命名，从字母“ A ”到 “ T ”）连接云端数据库后，再播放 10 次指定歌曲的平均反应时间 ( 按秒计算 ) ，与此同时，我们还使用 ping 量测所有的路由器和语音助手之间的吞吐量。 图三： 6 款语音助手与 20 款无线路由器的兼容性测试 通过实验结果，我们发现在与不同的路由器连接时，智能语音助手“ I ”，“ A ”和“ D ”的平均吞吐量随着组合变化有较大改变。例如，语音助手“ I ”的平均吞吐量记录范围为 17.52 (Mbps) 至 149.66 (Mbps) 。然而当被测设备 ( 即语音助手 ) 以及测试台 ( 即路由器 ) 的距离增加时，该设备的平均吞吐量的区间范围下降至 4.25 (Mbps) 到 115.23 (Mbps) 之间；而语音助手“ D ”的平均吞吐量区间范围变化最大，大幅下降至 5.67 (Mbps) 到 235.06 (Mbps) 之间。必须注意的是，不同的吞吐量会影响被测设备的反应时间，终究会导致设备产生不同程度的延迟性问题 ( 即吞吐量越低，被测设备反应时间越久 ) 。 连接失败现象 除了上文提及的延迟性问题，语音助手与路由器间不良的互操作性也会导致各种连接失败的现象。例如，为了给用户提供一个良好的娱乐体验，品牌“ P ”的应用程序允许用户在同一个 Wi-Fi 网络下将他们的媒体资料从不同的设备（例如：电脑、手机等）串流到语音助手上。然而，在初始设置过程中，实验发现在接收到来自移动设备上的应用程序的连接请求后，路由器“ B ”和语音助手“ P ”之间发生却连接失败现象，而这个问题最终导致整个系统崩溃。 蓝牙 互操作性问题 有些用户会通过蓝牙连接手机和语音助手同步多媒体资源（例如：音乐、视频等播放列表）。然而当我们将 6 台测试设备（语音助手）和 20 台智能手机（例如：苹果、谷歌、索尼、 OPPO 等）进行配对之后，我们实验观察到一些不一致的用户体验以及功能性问题。 图四：「百佳泰全球设备资源库」手机列表（数据库含括上千个不同测试平台） 不一致的用户体验 在蓝牙互操作性验证过程中，我们发现在开启手机的蓝牙功能时，只有部分的语音助手会自动与之前配对过的手机进行连接。例如，当我们使用语音助手与美国的智能手机进行串联时，语音助手与手机间比较少主动进行蓝牙配对，这表示这些装备在开启蓝牙功能后并不会持续向对方发送连接请求，此举不但可以有效降低电池用量，还能更有效地保障用户的隐私权。这结果和我们在使用和他国智能手机进行串联的结果 ( 即用户体验 ) 大不相同。 功能性问题 除了蓝牙的连接性问题，在蓝牙同步语音助手以及智能手机的过程中，我们还发现一些功能紊乱的状况。例如，使用智能手机“ S ”，却无法控制语音助手“ L ”、“ I ”、“ A ”和“ D ”的音量调节功能。语音助手“ I ”的播放“下一首”和“前一首”的功能键在和手机串联的过程中并不能正常运作。另外，当跟智能手机“ G ”进行匹配时，我们尝试按“下一首”，结果反应却是“快进”，按“上一首”却呈现“倒退“。 复杂配对揭示的潜在问题 百佳泰的专家特此针对上述的延迟性（ Wi-Fi ）、连接失败（ Wi-Fi ）、不一致的用户体验（蓝牙）以及功能性（蓝牙）等问题，列出了根本原因，例如在 Wi-Fi 互操作性的问题上，因两种设备（语音助手“ P ”和路由器“ B ”）的广播技术设计不同，造成无法互相交换资讯，从而导致连接失败。于用百佳泰备有的测试台是采用不同的芯片厂商，包括高通（ Qualcomm ）、博通（ Broadcom ）、联发科技（ MediaTek ），不同芯片的设计是会直接影响联网的速度，因此，厂商在产品设计初期，是必须将芯片解学方案纳入考虑之中的。而在透过蓝牙连接语音助手和智能手机所衍生的不良用户体验以及功能性问题，可归因于语音助手不支持音频 / 视频远程控制配置规范（ Audio-Video Remote Control Profile:AVRCP ）和通用访问配置规范（ Generic Access Protocol:GAP ），或不兼容的情况而造成。然而，这些问题在 Wi-Fi 和蓝牙的标准认证测试中是无法发现的。 总结 在这篇文章中，我们针对 Wi-Fi 和蓝牙互兼容性的验证测试结果，加以分析并阐述产品互操作性所发生的问题，包括延迟性问题，连接失败现象，不一致的用户体验和功能性问题，并更进一步提供建议和意见。在物物相连的物连网世界，即使产品通过了 Wi-Fi 认证以及蓝牙认证，产品间不同的配对组合亦会引起兼容性问题。 针对兼容性问题，百佳泰设计了多样化的电子产品互操作性组合，并加以运用设备数据库中成千上百的产品（包括，无线路由器，移动电话，智能家居设备等），进行互操作性测试，进而发掘潜在问题，确保您的产品拥有卓越的市场通用性。除此之外，百佳泰亦是 Wi-Fi 和蓝牙授权的认证实验室，能够提供标准测试认证、产品侦错以及技术咨询。百佳泰所提供的一站式验证解决方案，将协助您解决整个产品开发过程中所遇到的诸多问题，期望能缩短您的开发时程，让您领先竞争对手、拔得头筹。 若您对我们的服务感兴趣，请联系我们。

​ ​ 智能装置浪潮起  兼容性仍为隐忧 在智能家庭发展之初，产品通讯标准各立山头，加上操作不如想象中直观，因此早期产品缺少了消费者所期待的「智慧」与「方便」。随着人工智能的技术成长，特别是语音应用越来越普及，才让智能家庭产品开始崭露头角；尤其在搭配 Alexa 智能语音助理的 Echo 系列产品上市后，惊艳全球，在北美市场已销售近千万台，让 Google 及各大厂商也开始急起直追，智慧家庭的消费市场才算正式点燃战火。 从数据上来看，根据电子工程专辑报导，全球家庭物联网装置 已经从 2013 年的  3000 万台， 到 2018 年将增长至  10 亿台 ；其中仅 2017 年到 2018 年，就有 4 亿台 的发展空间。虽然产品发展快速，对于一般消费者而言，要添购适用的智能家庭产品并不容易， 兼容性问题 依旧是隐忧；就连大厂 Amazon 还特别为此提供兼容性咨询，给予消费者选购建议。 智慧家庭正如火如荼发展，但真实的智慧生活真的如此美好吗？为了要更深入了解市场潜在的状况，百佳泰特别收集了各种不同类型的智能产品，打造「 物联实境测试实验室 」，模拟一般家庭常见的使用情境，如客厅、厨房、卧室等等，藉此研究智能家庭的实际使用上会有什么样的情形。从整个实测观察中我们发现，这些产品 从安装到应用 ，有许多状况会让消费者无所适从，造成 使用上的困惑与不便 。 物联实验室实测　安装即有兼容性问题 在智能家庭情境里， 装置的安装 是最开端、但也是最先遇到问题的部份。在整个观察中，我们也遇到了几种不同类型的兼容性问题： 规格兼容性问题 当我们试图让控制中枢（Control Hub）与电视串接时， 控制中枢会无法操作部分电视的遥控指令 。而出现这种情况的原因是来自所支持的电视型号不够完整；即使产品技术规格兼容，但现实生活中，仍有可能无法使用。 连网兼容性问题 网络连接安装也是容易发生状况的点。当我们在安装某个智能插座时，也遇到了 插座与特定无线 AP 间的兼容性问题 ，造成安装失败。 用戶界面 用 兼容性问题 智能装置 UI  介面通常很简单，大多需要透过手机 App 连接来进行装置设定，但实际上也经常遇到 手机与智能装置互连出现问题 ；甚至部份装置要更改设定时，即使按了恢复原厂设定（Factory Reset）按键，还是会有找不到装置的情形。 智能家庭不智能　功能触发状况多 在 实际上使用 家居生活情境时，我们也遇到不同的问题： 控制逻辑矛盾 我们使用市面上其中一款智能摄影机作为移动侦测器，设定自动开灯、关灯的触发情境；但运作时， 移动侦测器会发生误判 ，误以为关灯时的环境变化是「有人走动」，导致关灯后又马上开灯，电灯始终无法关闭。 网络导致装置无法实时反应 我们也在另一款使用被动人体红外线传感器（Passive Infrared Sensor）上做相同实验，这次虽然没有侦测错误的问题，但因为是透过第三方云端控制操作，导致 反应时间过长 ，人都走过好几秒，电灯才亮的情况。 互操作性冲突 除了传感器问题之外，号称能跨平台支持的控制中枢，在 连接上也发生互操作性的冲突 。我们使用不同智能平台的应用程序，透过相同的连接方式来开启电灯，结果有些应用程序能够顺利操作，有些却不行。 图说：使用相同协议下，B智能平台的App无法使灯泡亮起，但A智慧平台 App 则正常运作 多指令的程序优先权评定 接着，我们也验证了智能装置接收多指令的程序优先权。以扫地机器人为例，当扫地工作排程进行到一半，遇上装置电量不足，此时触发了返回充电的情境。按照使用习惯，一般预期为充完电之后，机器人会继续未完成的工作排程，但实际测试结果显示，往往装置仅完成触发的充电指示， 前面的工作指派则被忽略 。 重新配置后辨识失败 在家庭的使用情境中，换个插头、帮家具换个地方摆设的情形也很常见。但实际验证时，智能装置在移动之后，虽然已有再次设定（Re-Configuration），但原本互连的控制系统没有同步更新信息，导致 不能辨别位置 ，反而无法控制装置。 图说：将智能插头移到不同房间使用，结果控制平台无法控制装置 控制中枢（Control Hub）无法与装置、控制平台 app 同步的情形，也会发生在更换装置名称上。透过智能灯泡的 app，我们将装置名称从 A 改成 B；更改之后，控制平台 app 也顺利同步更新，能发送指令，不过 中枢却无法自主更新名称 ，只能选择把原先装置删除后，再重新新增一次。 图说：更改灯泡名称之后，智能平台能顺利同步名称，但控制中枢却不能同步，导致无法操作 语音识别待优化 目前语音识别技术仍属新生阶段，智能管家的技能的水平不一，如何让智能语音助理辨识之后做出反应，难度不小。此外， 口音辨识 的能力也存在不小的差距，其中的关键因素之一就是 远场 （far-field）语音识别能力 。语音收音的质量，往往会影响到辨识效果，这部份跟 麦克风数量 、 效能 以及 机构设计 等等，都有很大的关系。以家中使用情境而言，电视机的声音干扰、不同背景的环境噪音，都会对收音质量造成影响。因此，如何确保语音质量，绝对是产品开发不可忽视的重要因素。 物联市场商机大　装置验证不可轻忽 智能家庭应用市场越来越大，从用戶角度来看，如何在智能产品上感受到 使用便利性 、 物联装置 联机 的互操作性 ，甚至是 信息安全性 ，才是市场发展关键。百佳泰作为一个专业互操作性测试实验室，透过其物联实境场域的多方研究经验，针对未来智能装置提出「 功能性验证 」及「 互操作性验证 」，两大验证测试方向。 功能性验证 主要是针对产品功能进行测试，像是 无线效能表现 ， 传感器功能验证 等等，另外也包含 app 软件质量 及 用户介面 （UI）测试 。在智能家庭的物联情境之中，不仅是装置间的互连，更牵涉到 控制中枢 、 应用程序 ，以及 云端服务 平台等等，因此在执行功能性验证时， 交叉性功能测试 也得一并考虑。 目前智能家庭产品大多以 无线技术 来串接，虽然串接技术都有其标准认证测试，但同样技术、不同产品之间，也会有 规格兼容性 与 互操作性 的问题，让互操作性验证更显重要。装置能不能在不同的软件（App）、硬件（手机、平板）之间运作、在不同无线 AP 的联机验证；甚至是 跨技术 、 跨装置 、 跨平台 的整体生态系的互操作性测试，都是物联网测试验证中不可忽视的重点项目。 物联网时代即将来临，各大厂的智慧家庭生态链早已加入布局。对于装置及应用厂商来说，除了将产品以标准接口的方式连接智能家庭平台，如何让硬件、软件、用户接口在设计上能更贴近真实生活需求，都是开发过程的考验。未来的物联生活将不仅止于家庭，还会衍生到交通、医疗、城市建设等复杂、交叉化的多装置应用。百佳泰的专业测试经验，能协助快速整合产品整体验证与认证事项；更能以 20 多年的产业经验，担任咨询顾问的角色，提供具体改良建议，成为开发新产品的重要协力伙伴。