隨著針對改善物聯(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，像是Wi-Fi、藍牙、Wi-SUN等無線標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)格和功能性也持續(xù)推陳出新，均將帶動物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用蓬勃發(fā)展。本文將為您介紹上述四大無線技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)況，以及Silicon Labs(亦稱“芯科科技”)針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推出的相關(guān)解決方案。
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，因為市場非常分散。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，將成為推動智能手機、筆記本電腦和日益智能的家居設(shè)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(shè)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(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)的遠程患者監(jiān)控醫(yī)療保健應(yīng)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(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(緊急警報設(shè)備)、血糖監(jiān)測儀和心率監(jiān)測儀。此外，其他的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢，還包括人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)、Wi-Fi 6、低功耗藍牙、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(guān)解決方案。
針對醫(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ARM? Cortex? -M0+、Cortex-M3、Cortex-M4和M33內(nèi)核，能夠為“難以觸及”的功耗敏感型消費和工業(yè)應(yīng)用延長電池壽命。Silicon Labs的MCU專為低功耗和智能設(shè)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(wù)。
Silicon Labs針對人工智能和機器學(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(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)以實現(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，避免遠程和本地網(wǎng)絡(luò)攻擊。
BG24器件內(nèi)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(yīng)用提供資源，同時為未來增長留出空間。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。
MG24 SoC(EFR32MG24無線SoC)則是使用Matter、OpenThread和Zigbee協(xié)議實現(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運行高達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(wǎng)絡(luò)實現(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(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(yīng)用子系統(tǒng)由帶FPU的ARM? Cortex?-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(shè)備和應(yīng)用相關(guān)處理，而ThreadArch?在獨立線程上運行無線和網(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也推出了新的藍牙定位服務(wù)解決方案，該平臺結(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Arm? Cortex?-M33內(nèi)核(27 μA/MHz活動、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到多達十年。目標(biāo)應(yīng)用包括藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)低功耗節(jié)點、智能門鎖、個人醫(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的多用途藍牙到達角(AOA)和出發(fā)角(AOD)功能，以及亞米級定位精度。
遠程Sub-GHz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和藍牙m(xù)esh)無法實現(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化和提升管理效率，確定何時何地需要維護并預(yù)測客戶使用情況。Wi-SUN的用例將包括路燈、資產(chǎn)跟蹤、環(huán)境監(jiān)測和結(jié)構(gòu)監(jiān)測，這意味著大城市中潛在的設(shè)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(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和EFF01 RF前端模塊。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(diào)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(nèi)存占用和增加的IO數(shù)量可實現(xiàn)設(shè)計整合，當(dāng)與Secure Vault?結(jié)合使用時，可以提供更高級別的系統(tǒng)安全性。
EFF01前端模塊(FEM)則是一種高度集成的1 GHz以下FEM，旨在盡可能擴大1 GHz以下網(wǎng)絡(luò)的范圍。它是首款具有集成功率放大器和低噪聲放大器的1 GHz以下FEM，可實現(xiàn)+30dBm的最大功率輸出。與EFR32FG25器件一起使用時，EFF01還可以提供閉環(huán)功率控制，以盡可能減少小型4x4 QFN封裝中傳輸功率和BOM優(yōu)化所產(chǎn)生的變數(shù)。
結(jié)語
隨著Matter等物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的推出，結(jié)合Wi-Fi、藍牙、Wi-SUN等各種無線技術(shù)，將可增強現(xiàn)有產(chǎn)品，同時繼續(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、市場前景無限的商機。
（Silicon Labs）
