物聯(lián)網應用迎來新局前景看好

隨著針對改善物聯(lián)網互操作性與安全性的Matter標準推出，物聯(lián)網應用將迎來新局，展現(xiàn)出無窮的發(fā)展?jié)摿?。此外，像?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/wi-fi/" target="_blank">Wi-Fi、藍牙(Bluetooth)、Wi-SUN等無線標準也將帶動物聯(lián)網應用蓬勃發(fā)展。本文將為您介紹相關無線技術的發(fā)展現(xiàn)況，以及Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）針對物聯(lián)網應用推出的相關解決方案，以便為物聯(lián)網開發(fā)人員提供萬全之策。

解決智能家居設備的互操作性和安全性議題

迄今為止，智能家居設備并不總是能夠相互通信，智能家居也并非總是易于設置和管理，導致構建智能家居產品的推廣一直很困難，因為市場非常分散。2022年11月連接標準聯(lián)盟（CSA）發(fā)布了Matter 1.0標準，Matter標準的創(chuàng)建是為了讓智能家居設備的安全聯(lián)網變得異常容易，并且管理起來非常簡單。智能家居設備的開發(fā)人員過去必須了解所有不同智能家居生態(tài)系統(tǒng)的所有細節(jié)，現(xiàn)在，他們可以依靠Matter來處理與其他設備的通信。

Matter技術具備廣泛的互操作性、無縫連接、輕松管理和安全性，將成為推動智能手機、筆記本電腦和日益智能的家居設備實現(xiàn)更多增長的催化劑。Matter將使家庭不再局限于使用個人智能設備或成為自動化的孤島，并將在2023年開始實現(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，更多設備將應用于更多樣化的領域，不僅在家庭，而且在醫(yī)療、工業(yè)和商業(yè)設施中。像醫(yī)療物聯(lián)網的遠程患者監(jiān)控醫(yī)療保健應用。在遠程醫(yī)療功能和人工智能的推動下，醫(yī)療專業(yè)人員及其患者，將發(fā)現(xiàn)檢測醫(yī)療事件和監(jiān)測藥物依從性的設備非常有用，具有安全地捕獲和傳輸準確患者數(shù)據(jù)的能力，會帶來更好的醫(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)網醫(yī)療設備包括CPAP（呼吸助手）、mPER（緊急警報設備）、血糖監(jiān)測儀和心率監(jiān)測儀。此外，其他的物聯(lián)網發(fā)展趨勢，還包括人工智能和機器學習技術、Wi-Fi 6、低功耗藍牙、Wi-SUN技術，也將與物聯(lián)網應用相結合，使物聯(lián)網設備更加智能。

提供行業(yè)領先的Matter開發(fā)解決方案

看好物聯(lián)網應用的快速發(fā)展，Silicon Labs將通過提供行業(yè)領先的產品和Matter開發(fā)解決方案繼續(xù)發(fā)揮關鍵作用。Silicon Labs推出的Matter over Thread、Matter over Wi-Fi和Bluetooth LE調試的解決方案，已通過CSA的測試和認證流程并獲得Matter認證。以下將為您介紹Silicon Labs推出的相關解決方案。

針對醫(yī)療物聯(lián)網應用，Silicon Labs的EFM32架構，將可大幅降低相關產品的功耗。Silicon Labs的節(jié)能型32位EFM32微控制器（MCU），非常適合超低功耗應用，基于ARMCortex-M0+、Cortex-M3、Cortex-M4和M33內核，能夠為“難以觸及”的功耗敏感型消費和工業(yè)應用延長電池壽命。SiliconLabs的MCU專為低功耗和智能設計而打造，能夠在降低功耗的同時依然實時執(zhí)行嵌入式任務。

Silicon Labs針對人工智能和機器學習應用，推出了BG24和MG24系列系統(tǒng)單芯片（SoC）。BG24器件支持低功耗藍牙（LE），而MG24 SoC支持Matter。

BG24器件（EFR32BG24無線SoC）是使用低功耗藍牙和藍牙網狀網絡以實現(xiàn)物聯(lián)網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等關鍵功能，物聯(lián)網設備制造商可以創(chuàng)建智能、穩(wěn)健、節(jié)能的產品，避免遠程和本地網絡攻擊。

BG24器件內置的ARM Cortex-M33運行高達78 MHz、1.5 MB的閃存和256kB的RAM，可為要求苛刻的應用提供資源，同時為未來增長留出空間。目標應用包括網關／集線器、傳感器、開關、門鎖、智能插頭、LED照明、燈具、血糖儀和脈搏血氧計。

MG24 SoC（EFR32MG24無線SoC）則是使用Matter、OpenThread和Zigbee協(xié)議實現(xiàn)網狀物聯(lián)網無線連接的理想選擇，適用于智能家居、照明和樓宇自動化產品。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等關鍵功能，可滿足物聯(lián)網設備制造商的各種需求。

MG24 SoC一樣內置有ARM Cortex-M33運行高達78 MHz、1.5 MB的閃存和256kB的RAM，擁有豐富的應用資源，具備未來增長空間。目標應用包括網關和集線器、傳感器、開關、門鎖、LED照明、燈具、定位服務、預測性維護、玻璃破碎檢測、喚醒詞檢測等。

超低功耗的Wi-Fi與藍牙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、藍牙、Matter和IP網絡實現(xiàn)安全云連接的超低功耗物聯(lián)網無線設備的理想選擇。SiWx917 SoC包括一個超低功耗Wi-Fi 6及藍牙低功耗（LE）5.1無線CPU子系統(tǒng)，以及一個集成MCU應用子系統(tǒng)、安全、外圍設備和電源管理子系統(tǒng)，所有這些都集成在一個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)字信號處理、模擬前端、2.4GHz RF收發(fā)器和集成功率放大器組成。應用子系統(tǒng)由帶FPU的ARMCortex-M4處理器、嵌入式SRAM、閃存、AI/ML加速器和增強型PSA-L2可認證安全引擎組成。集成MCU專門用于外圍設備和應用相關處理，而ThreadArch在獨立線程上運行無線和網絡協(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)網應用。目標應用包括智能家居、健康和健身、醫(yī)療、工業(yè)、智能建筑和城市、資產跟蹤。

另一方面，Silicon Labs也推出了新的藍牙定位服務解決方案，該平臺結合了硬件和軟件，使用BG22 SiP模塊和SoC提供行業(yè)領先的能效。EFR32BG22（BG22）藍牙低功耗（LE）無線SoC解決方案，是無線Gecko系列2平臺的一部分。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內核（27 μA/MHz活動、1.2 μA睡眠）的組合提供業(yè)界領先的能源效率，可使鈕扣電池壽命延長到多達十年。目標應用包括藍牙網狀網絡低功耗節(jié)點、智能門鎖、個人醫(yī)療保健和健身設備。資產跟蹤標簽、信標和室內導航也將受益于SoC的多用途藍牙到達角（AOA）和出發(fā)角（AOD）功能，以及亞米級定位精度。

遠程亞千兆赫頻段的網狀網絡解決方案

Wi-SUN協(xié)議是一種可在遠程亞千兆赫頻段提供大規(guī)模、基于標準的網狀網絡解決方案，這是現(xiàn)有網狀網絡物聯(lián)網標準（如Zigbee、Thread、Z-Wave和藍牙m(xù)esh）無法實現(xiàn)的網。公用事業(yè)公司可以使用Wi-SUN協(xié)議，從設備接收的數(shù)據(jù)來了解該如何更好地簡化和提升管理效率，確定何時何地需要維護并預測客戶使用情況。Wi-SUN的用例將包括路燈、資產跟蹤、環(huán)境監(jiān)測和結構監(jiān)測，這意味著大城市中潛在的設備連接數(shù)量可能達到數(shù)百萬，因此降低功耗將是未來部署的關鍵要求。

Silicon Labs是Wi-SUN技術的早期采用者，并于2022年發(fā)布了FG25 SoC。EFR32FG25無線SoC是用于智能電表、照明、城市和建筑自動化的長距離1 GHz以下無線連接的理想解決方案。包含多速率OFDM、FSK和OPSK調制方案，可實現(xiàn)高達3.6 Mbps的數(shù)據(jù)速率，同時保持對2.4 GHz干擾的抗擾性。較大的內存占用和增加的IO數(shù)量可實現(xiàn)設計整合，當與SecureVault結合使用時，可以提供更高級別的系統(tǒng)安全性。

結語

隨著Matter等物聯(lián)網新技術的推出，結合Wi-Fi、藍牙、Wi-SUN等各種無線技術，將可增強現(xiàn)有產品，同時繼續(xù)為快速發(fā)展的物聯(lián)網領域帶來更多創(chuàng)新。Silicon Labs推出的物聯(lián)網相關解決方案，將可讓客戶加快產品的開發(fā)速度，趕上物聯(lián)網即將蓬勃發(fā)展、市場前景無限的商機。

審核編輯：湯梓紅