物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用迎來新局前景看好

隨著針對(duì)改善物聯(lián)網(wǎng)互操作性與安全性的Matter標(biāo)準(zhǔn)推出，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將迎來新局，展現(xiàn)出無窮的發(fā)展?jié)摿?。此外，像?a href="http://www.zgszdi.cn/tags/wi-fi/" target="_blank">Wi-Fi、藍(lán)牙(Bluetooth)、Wi-SUN等無線標(biāo)準(zhǔn)也將帶動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用蓬勃發(fā)展。本文將為您介紹相關(guān)無線技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)況，以及Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推出的相關(guān)解決方案，以便為物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員提供萬全之策。

解決智能家居設(shè)備的互操作性和安全性議題

迄今為止，智能家居設(shè)備并不總是能夠相互通信，智能家居也并非總是易于設(shè)置和管理，導(dǎo)致構(gòu)建智能家居產(chǎn)品的推廣一直很困難，因?yàn)槭袌?chǎng)非常分散。2022年11月連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟（CSA）發(fā)布了Matter 1.0標(biāo)準(zhǔn)，Matter標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)建是為了讓智能家居設(shè)備的安全聯(lián)網(wǎng)變得異常容易，并且管理起來非常簡(jiǎn)單。智能家居設(shè)備的開發(fā)人員過去必須了解所有不同智能家居生態(tài)系統(tǒng)的所有細(xì)節(jié)，現(xiàn)在，他們可以依靠Matter來處理與其他設(shè)備的通信。

Matter技術(shù)具備廣泛的互操作性、無縫連接、輕松管理和安全性，將成為推動(dòng)智能手機(jī)、筆記本電腦和日益智能的家居設(shè)備實(shí)現(xiàn)更多增長(zhǎng)的催化劑。Matter將使家庭不再局限于使用個(gè)人智能設(shè)備或成為自動(dòng)化的孤島，并將在2023年開始實(shí)現(xiàn)全屋智能家居。

未來Matter的發(fā)展也將不僅局限在智能家居市場(chǎng)，更多設(shè)備將應(yīng)用于更多樣化的領(lǐng)域，不僅在家庭，而且在醫(yī)療、工業(yè)和商業(yè)設(shè)施中。像醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程患者監(jiān)控醫(yī)療保健應(yīng)用。在遠(yuǎn)程醫(yī)療功能和人工智能的推動(dòng)下，醫(yī)療專業(yè)人員及其患者，將發(fā)現(xiàn)檢測(cè)醫(yī)療事件和監(jiān)測(cè)藥物依從性的設(shè)備非常有用，具有安全地捕獲和傳輸準(zhǔn)確患者數(shù)據(jù)的能力，會(huì)帶來更好的醫(yī)療效果，并減少親自就診次數(shù)。被廣泛采用的互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療設(shè)備包括CPAP（呼吸助手）、mPER（緊急警報(bào)設(shè)備）、血糖監(jiān)測(cè)儀和心率監(jiān)測(cè)儀。此外，其他的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，還包括人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、Wi-Fi 6、低功耗藍(lán)牙、Wi-SUN技術(shù)，也將與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相結(jié)合，使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備更加智能。

提供行業(yè)領(lǐng)先的Matter開發(fā)解決方案

看好物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速發(fā)展，Silicon Labs將通過提供行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn)品和Matter開發(fā)解決方案繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用。Silicon Labs推出的Matter over Thread、Matter over Wi-Fi和Bluetooth LE調(diào)試的解決方案，已通過CSA的測(cè)試和認(rèn)證流程并獲得Matter認(rèn)證。以下將為您介紹Silicon Labs推出的相關(guān)解決方案。

針對(duì)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，Silicon Labs的EFM32架構(gòu)，將可大幅降低相關(guān)產(chǎn)品的功耗。Silicon Labs的節(jié)能型32位EFM32微控制器（MCU），非常適合超低功耗應(yīng)用，基于ARMCortex-M0+、Cortex-M3、Cortex-M4和M33內(nèi)核，能夠?yàn)椤半y以觸及”的功耗敏感型消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用延長(zhǎng)電池壽命。SiliconLabs的MCU專為低功耗和智能設(shè)計(jì)而打造，能夠在降低功耗的同時(shí)依然實(shí)時(shí)執(zhí)行嵌入式任務(wù)。

Silicon Labs針對(duì)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用，推出了BG24和MG24系列系統(tǒng)單芯片（SoC）。BG24器件支持低功耗藍(lán)牙（LE），而MG24 SoC支持Matter。

BG24器件（EFR32BG24無線SoC）是使用低功耗藍(lán)牙和藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)無線連接的理想選擇，適用于智能家居、照明和便攜式醫(yī)療產(chǎn)品。憑借高性能2.4 GHz RF、低電流消耗、AI/ML硬件加速器和Secure Vault等關(guān)鍵功能，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商可以創(chuàng)建智能、穩(wěn)健、節(jié)能的產(chǎn)品，避免遠(yuǎn)程和本地網(wǎng)絡(luò)攻擊。

BG24器件內(nèi)置的ARM Cortex-M33運(yùn)行高達(dá)78 MHz、1.5 MB的閃存和256kB的RAM，可為要求苛刻的應(yīng)用提供資源，同時(shí)為未來增長(zhǎng)留出空間。目標(biāo)應(yīng)用包括網(wǎng)關(guān)／集線器、傳感器、開關(guān)、門鎖、智能插頭、LED照明、燈具、血糖儀和脈搏血氧計(jì)。

MG24 SoC（EFR32MG24無線SoC）則是使用Matter、OpenThread和Zigbee協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀物聯(lián)網(wǎng)無線連接的理想選擇，適用于智能家居、照明和樓宇自動(dòng)化產(chǎn)品。MG24 SoC同樣具有高性能2.4 GHz RF、低電流消耗、AI/ML硬件加速器和Secure Vault等關(guān)鍵功能，可滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商的各種需求。

MG24 SoC一樣內(nèi)置有ARM Cortex-M33運(yùn)行高達(dá)78 MHz、1.5 MB的閃存和256kB的RAM，擁有豐富的應(yīng)用資源，具備未來增長(zhǎng)空間。目標(biāo)應(yīng)用包括網(wǎng)關(guān)和集線器、傳感器、開關(guān)、門鎖、LED照明、燈具、定位服務(wù)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、玻璃破碎檢測(cè)、喚醒詞檢測(cè)等。

超低功耗的Wi-Fi與藍(lán)牙SoC解決方案

Silicon Labs也推出了首款Wi-Fi 6 SoC，即超低功耗SiWx917。SiWx917 SoC是使用Wi-Fi、藍(lán)牙、Matter和IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)安全云連接的超低功耗物聯(lián)網(wǎng)無線設(shè)備的理想選擇。SiWx917 SoC包括一個(gè)超低功耗Wi-Fi 6及藍(lán)牙低功耗（LE）5.1無線CPU子系統(tǒng)，以及一個(gè)集成MCU應(yīng)用子系統(tǒng)、安全、外圍設(shè)備和電源管理子系統(tǒng)，所有這些都集成在一個(gè)7 x 7 mm的QFN封裝中。無線子系統(tǒng)由多線程處理器（ThreadArch）、基帶數(shù)字信號(hào)處理、模擬前端、2.4GHz RF收發(fā)器和集成功率放大器組成。應(yīng)用子系統(tǒng)由帶FPU的ARMCortex-M4處理器、嵌入式SRAM、閃存、AI/ML加速器和增強(qiáng)型PSA-L2可認(rèn)證安全引擎組成。集成MCU專門用于外圍設(shè)備和應(yīng)用相關(guān)處理，而ThreadArch在獨(dú)立線程上運(yùn)行無線和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，提供完全集成的單芯片解決方案，可直接用于各種嵌入式無線物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。目標(biāo)應(yīng)用包括智能家居、健康和健身、醫(yī)療、工業(yè)、智能建筑和城市、資產(chǎn)跟蹤。

另一方面，Silicon Labs也推出了新的藍(lán)牙定位服務(wù)解決方案，該平臺(tái)結(jié)合了硬件和軟件，使用BG22 SiP模塊和SoC提供行業(yè)領(lǐng)先的能效。EFR32BG22（BG22）藍(lán)牙低功耗（LE）無線SoC解決方案，是無線Gecko系列2平臺(tái)的一部分。BG22系列具有同類最優(yōu)的超低傳輸和接收功率（4.1 mA TX @ 0 dBm、3.6 mA RX）和高性能、低功耗ArmCortex-M33內(nèi)核（27 μA/MHz活動(dòng)、1.2 μA睡眠）的組合提供業(yè)界領(lǐng)先的能源效率，可使鈕扣電池壽命延長(zhǎng)到多達(dá)十年。目標(biāo)應(yīng)用包括藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)低功耗節(jié)點(diǎn)、智能門鎖、個(gè)人醫(yī)療保健和健身設(shè)備。資產(chǎn)跟蹤標(biāo)簽、信標(biāo)和室內(nèi)導(dǎo)航也將受益于SoC的多用途藍(lán)牙到達(dá)角（AOA）和出發(fā)角（AOD）功能，以及亞米級(jí)定位精度。

遠(yuǎn)程亞千兆赫頻段的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案

Wi-SUN協(xié)議是一種可在遠(yuǎn)程亞千兆赫頻段提供大規(guī)模、基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案，這是現(xiàn)有網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（如Zigbee、Thread、Z-Wave和藍(lán)牙m(xù)esh）無法實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)。公用事業(yè)公司可以使用Wi-SUN協(xié)議，從設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來了解該如何更好地簡(jiǎn)化和提升管理效率，確定何時(shí)何地需要維護(hù)并預(yù)測(cè)客戶使用情況。Wi-SUN的用例將包括路燈、資產(chǎn)跟蹤、環(huán)境監(jiān)測(cè)和結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，這意味著大城市中潛在的設(shè)備連接數(shù)量可能達(dá)到數(shù)百萬，因此降低功耗將是未來部署的關(guān)鍵要求。

Silicon Labs是Wi-SUN技術(shù)的早期采用者，并于2022年發(fā)布了FG25 SoC。EFR32FG25無線SoC是用于智能電表、照明、城市和建筑自動(dòng)化的長(zhǎng)距離1 GHz以下無線連接的理想解決方案。包含多速率OFDM、FSK和OPSK調(diào)制方案，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)3.6 Mbps的數(shù)據(jù)速率，同時(shí)保持對(duì)2.4 GHz干擾的抗擾性。較大的內(nèi)存占用和增加的IO數(shù)量可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)整合，當(dāng)與SecureVault結(jié)合使用時(shí)，可以提供更高級(jí)別的系統(tǒng)安全性。

結(jié)語

隨著Matter等物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的推出，結(jié)合Wi-Fi、藍(lán)牙、Wi-SUN等各種無線技術(shù)，將可增強(qiáng)現(xiàn)有產(chǎn)品，同時(shí)繼續(xù)為快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域帶來更多創(chuàng)新。Silicon Labs推出的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)解決方案，將可讓客戶加快產(chǎn)品的開發(fā)速度，趕上物聯(lián)網(wǎng)即將蓬勃發(fā)展、市場(chǎng)前景無限的商機(jī)。

審核編輯：湯梓紅