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為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來更多智能的Amazon Sidewalk與Matter無線網(wǎng)絡(luò)

發(fā)布時(shí)間:2024-10-08 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】在互聯(lián)日益緊密的世界中,物聯(lián)網(wǎng)已成為我們?nèi)粘I钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。從智能家居設(shè)備到可穿戴設(shè)備,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使我們變得更加高效、更加健康,并帶來了新的便利水平。由Amazon公司推出的Amazon Sidewalk是一個(gè)共享無線網(wǎng)絡(luò),旨在將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的覆蓋范圍擴(kuò)展到家庭之外,將為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來更多智能,并提供強(qiáng)大而可靠的連接。此外,支持跨品牌物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接的Matter標(biāo)準(zhǔn),也讓智能家居設(shè)備連接更容易。本文將為您介紹Amazon Sidewalk的架構(gòu)與應(yīng)用,以及由Silicon Labs所推出的Amazon Sidewalk解決方案,與Matter標(biāo)準(zhǔn)的最新發(fā)展。


在互聯(lián)日益緊密的世界中,物聯(lián)網(wǎng)已成為我們?nèi)粘I钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。從智能家居設(shè)備到可穿戴設(shè)備,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使我們變得更加高效、更加健康,并帶來了新的便利水平。由Amazon公司推出的Amazon Sidewalk是一個(gè)共享無線網(wǎng)絡(luò),旨在將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的覆蓋范圍擴(kuò)展到家庭之外,將為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來更多智能,并提供強(qiáng)大而可靠的連接。此外,支持跨品牌物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接的Matter標(biāo)準(zhǔn),也讓智能家居設(shè)備連接更容易。本文將為您介紹Amazon Sidewalk的架構(gòu)與應(yīng)用,以及由Silicon Labs所推出的Amazon Sidewalk解決方案,與Matter標(biāo)準(zhǔn)的最新發(fā)展。


擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接范圍的共享無線網(wǎng)絡(luò)


為了讓我們的世界更智能、更安全、更互聯(lián),Amazon Sidewalk提出了一個(gè)新穎的概念,利用現(xiàn)有的Amazon Echo和Ring設(shè)備作為橋梁來創(chuàng)建社區(qū)范圍的網(wǎng)絡(luò)。它不僅通過擴(kuò)展設(shè)備范圍徹底改變了物聯(lián)網(wǎng)連接,還彌合了家庭和社區(qū)之間的差距。


Amazon Sidewalk是一個(gè)共享的無線網(wǎng)絡(luò),允許兼容設(shè)備通過共享網(wǎng)絡(luò)相互通信,其使用Amazon Sidewalk Bridge橋接器(如兼容的Amazon Echo和Ring設(shè)備)來實(shí)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備之間的通信,該網(wǎng)絡(luò)超越了個(gè)人家庭,連接了更廣泛區(qū)域的設(shè)備。Amazon Sidewalk可實(shí)現(xiàn)家庭和家庭外低帶寬、長距離的可靠連接,可連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及戶外照明、運(yùn)動(dòng)傳感器和基于位置的跟蹤器等設(shè)備。Amazon Sidewalk可使用多種通信協(xié)議,包括可用于家庭內(nèi)的短距離通信的藍(lán)牙低功耗(LE),以及在900 MHz頻率下運(yùn)行的CSS和FSK無線電協(xié)議,可實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的通信。


Amazon Sidewalk構(gòu)建在由無線電、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層組成的體系結(jié)構(gòu)之上,它可支持3種不同的射頻(RF)協(xié)議。無線電層用于使用藍(lán)牙低功耗、CSS或FSK為Amazon Sidewalk設(shè)備進(jìn)行通信,應(yīng)用層則位于網(wǎng)絡(luò)層和藍(lán)牙低功耗協(xié)議棧之上,對于FSK和CSS,則有一個(gè)額外的網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層用于處理設(shè)備之間的數(shù)據(jù)路由和轉(zhuǎn)發(fā),確保整個(gè)Amazon Sidewalk網(wǎng)絡(luò)的無縫通信。應(yīng)用層用于管理特定設(shè)備的應(yīng)用和服務(wù),所有Amazon Sidewalk設(shè)備均通過適用于Amazon Sidewalk的AWS IoT Core連接到云。


Amazon Sidewalk借助Sidewalk Bridge設(shè)備(包括部分Echo和Ring設(shè)備)來創(chuàng)建低帶寬網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)橋設(shè)備共享您的互聯(lián)網(wǎng)帶寬的一小部分,這些帶寬匯集在一起為您和您的鄰居提供服務(wù)。當(dāng)更多鄰居參與時(shí),網(wǎng)絡(luò)就會(huì)變得更加強(qiáng)大。如果Sidewalk Bridge設(shè)備失去Wi-Fi連接,Amazon Sidewalk可以簡化將其重新連接到路由器的過程,它還可以幫助保持室外或車庫內(nèi)支持Sidewalk的設(shè)備保持連接。Sidewalk還可與Tile之類的跟蹤設(shè)備配合使用,以幫助找到家外的貴重物品,并具有多層隱私和安全性。


為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來更多智能的Amazon Sidewalk與Matter無線網(wǎng)絡(luò)

具拓展性的Amazon Sidewalk網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)


Amazon Sidewalk是一個(gè)由附近橋接器(Bridge)設(shè)備組成的低帶寬無線網(wǎng)絡(luò)。Amazon Sidewalk Bridge橋接器設(shè)備所有者可選擇共享一小部分互聯(lián)網(wǎng)帶寬,為Amazon Sidewalk范圍內(nèi)的兼容設(shè)備提供無線連接服務(wù),每個(gè)參與的Bridge橋接器設(shè)備都會(huì)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)范圍。Amazon Sidewalk將可解鎖新設(shè)備的可能性,支持Amazon Sidewalk的設(shè)備包括智能公共設(shè)備、電器和消費(fèi)類設(shè)備,其還可用于公園管理、環(huán)境管理、機(jī)場等。


不同于基于單一網(wǎng)關(guān)的許多物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),Amazon Sidewalk基于附近橋接器的單一分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),在一個(gè)地區(qū)擁有更多的Amazon Sidewalk Bridges橋接器可以提高網(wǎng)絡(luò)的有效性。在擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)施時(shí),橋接器會(huì)形成分布式網(wǎng)絡(luò),允許設(shè)備在范圍內(nèi)連接并將數(shù)據(jù)發(fā)送到任何橋接器,而不是僅限于某個(gè)特定的橋接器。Amazon Sidewalk Bridge橋接器從兼容的設(shè)備中拉取消息,并通過AWS云以多層安全方式將其發(fā)送給用戶。


Amazon Sidewalk可在無線電層使用三種不同的物理層(PHY)來應(yīng)對不同的網(wǎng)絡(luò)用例,包括藍(lán)牙低功耗、1 GHz以下GFSK與1 GHz以下CSS。藍(lán)牙低功耗用于家庭內(nèi)以及連接設(shè)備至電話的連接性,藍(lán)牙低功耗無線電PHY可用于家庭內(nèi)的Amazon Sidewalk應(yīng)用,可為設(shè)備(如基于位置的設(shè)備)提供短距離連接,并將設(shè)備連接到具有Amazon Sidewalk覆蓋范圍的智能手機(jī)。


1 GHz以下GFSK則用于家庭內(nèi)和前門外,GFSK無線電PHY可覆蓋的面積多達(dá)1英畝,并可應(yīng)對需要覆蓋獨(dú)立建筑物和庭院的應(yīng)用,如游泳池、水療館和節(jié)水設(shè)施。GFSK甚至可憑借Amazon Sidewalk的覆蓋范圍支持智慧城市和社區(qū)應(yīng)用。


1 GHz以下CSS則可用于家庭內(nèi)和柵欄外,CSS(線性調(diào)頻擴(kuò)頻)無線電PHY的覆蓋范圍可達(dá)數(shù)英里,可支持距離最近橋接器很遠(yuǎn)的應(yīng)用,包括在Amazon Sidewalk覆蓋范圍內(nèi)的智能社區(qū)、大學(xué)和農(nóng)業(yè)設(shè)施。


為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來更多智能的Amazon Sidewalk與Matter無線網(wǎng)絡(luò)

提供最完整的Amazon Sidewalk開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)


為了加速客戶開發(fā)支持Amazon Sidewalk的設(shè)備,物聯(lián)網(wǎng)解決方案的領(lǐng)先提供商Silicon Labs,針對Amazon Sidewalk為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商提供最完整、一站式的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng),包括Amazon Sidewalk SDK(軟件開發(fā)工具包)、無線硬件、安全性、開發(fā)套件和工具,從而簡化客戶的開發(fā)流程,降低成本,并加快實(shí)現(xiàn)創(chuàng)收。


Silicon Labs推出經(jīng)過認(rèn)證的SDK可簡化Amazon Sidewalk設(shè)備的開發(fā)、降低成本并加快上市時(shí)間,并提供一系列硬件選項(xiàng),包括SG28雙頻SoC、SG23 SoC和BG21/BG24藍(lán)牙低功耗模塊等無線硬件。安全性在物聯(lián)網(wǎng)中至關(guān)重要,Silicon Labs也推出解決方案來確保Amazon Sidewalk設(shè)備具有強(qiáng)大的安全功能,且開發(fā)人員可以運(yùn)用開發(fā)套件和工具,來訪問從概念到產(chǎn)品發(fā)布所需的集成工具和服務(wù)。

Silicon Labs并與Amazon密切合作,在硬件路線圖上持續(xù)創(chuàng)新,以確保與Amazon不斷發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)的兼容性,并進(jìn)行軟件定期更新,來增強(qiáng)設(shè)備性能和安全性。為協(xié)助客戶開發(fā)Amazon Sidewalk設(shè)備時(shí),方便選擇合適的硬件,Silicon Labs推出Amazon Sidewalk硬件選擇指南,將可幫助開發(fā)人員了解Silicon Labs的集成工具和服務(wù)組合,為其支持Sidewalk的設(shè)備,選擇理想的模塊或SoC以及相關(guān)的開發(fā)硬件,以幫助推動(dòng)從概念到發(fā)布的完整開發(fā)之旅。


為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來更多智能的Amazon Sidewalk與Matter無線網(wǎng)絡(luò)

業(yè)界領(lǐng)先的Amazon Sidewalk解決方案


Silicon Labs推出的SG23(EFR32SG23)是一款適用于Amazon Sidewalk的GHz以下FSK無線SoC,這款安全、低功耗、高性能的SoC配備運(yùn)行速度高達(dá)78 MHz的ARM Cortex?-M33,以及512 kB閃存和64 kB RAM,其活動(dòng)電流和睡眠電流非常低,因此非常適合于電池供電型Amazon Sidewalk智能家居設(shè)備,如門、窗和溫度傳感器設(shè)備等。EFR32SG23可提供超出前門的可靠范圍,可覆蓋像是獨(dú)立建筑、游泳池和水療中心,其鏈路預(yù)算為129.5 dBm,可提供長距離的可靠通信,專用的安全內(nèi)核支持Silicon Labs的Secure Vault? High,為設(shè)備帶來業(yè)界領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)安全性,保護(hù)無線數(shù)據(jù)和設(shè)備免受遠(yuǎn)程和本地攻擊。


Silicon Labs的SG28(EFR32SG28)是另一款適用于Amazon Sidewalk設(shè)備的安全低功耗雙頻無線SoC,支持GHz以下FSK和藍(lán)牙低功耗,可在家中和前門之外分別使用藍(lán)牙低功耗和GHz以下FSK提供可靠的連接,以覆蓋更大的網(wǎng)絡(luò)范圍。這款低功耗設(shè)備配備了運(yùn)行頻率高達(dá)78 MHz的ARM Cortex?-M33,以及1024 kB閃存和256 kB RAM,支持高達(dá)49個(gè)GPIO,其活動(dòng)電流和睡眠電流非常低,因此非常適合于電池供電的終端設(shè)備,以及需要更多資源的應(yīng)用場景。SG28的鏈路預(yù)算為128.6 dBm,可提供長距離的可靠通信,同樣支持Silicon Labs專用的Secure Vault? High安全內(nèi)核,確保設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的安全性。


Silicon Labs還推出適用于Amazon Sidewalk的Silicon Labs Pro套件,提供用于評(píng)估和開發(fā)大容量、可擴(kuò)展Amazon Sidewalk設(shè)備的必要工具。該套件支持Amazon Sidewalk的所有3種協(xié)議,包括藍(lán)牙低功耗、GHz以下FSK和CSS無線協(xié)議。這款無線專業(yè)套件包含一個(gè)KG100S無線電板,其提供完整的參考設(shè)計(jì),可支持在Amazon Sidewalk中使用的藍(lán)牙、FSK和CSS協(xié)議。它還包括一個(gè)BG24無線電板和FSK/CSS適配器板,適合于需要分立設(shè)計(jì)的客戶。這款無線專業(yè)套件主板還包含帶數(shù)據(jù)包跟蹤接口,以及虛擬COM端口的板載J-LINK調(diào)試器,可通過擴(kuò)展頭對連接的無線電板和外部硬件,進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)和調(diào)試。這款A(yù)mazon Sidewalk專業(yè)套件可提供用于開發(fā)大批量、可擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需的所有工具。


為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來更多智能的Amazon Sidewalk與Matter無線網(wǎng)絡(luò)

Matter標(biāo)準(zhǔn)讓跨品牌智能家居設(shè)備連接更容易


雖然構(gòu)建智能家居是想讓我們的生活更輕松,但管理智能家居設(shè)備可能是一件苦差事,尤其是當(dāng)您混合搭配不同品牌的設(shè)備時(shí)。這是因?yàn)樵S多智能家居設(shè)備只能使用制造商的專有應(yīng)用程序。那些像是Google Home、Alexa、HomeKit或SmartThings確實(shí)支持較大的智能家居生態(tài)系統(tǒng),但通常都被困在各自的生態(tài)系統(tǒng)中,從而限制了您的設(shè)備選擇。


另一方面,雖然藍(lán)牙和Wi-Fi是很好的通信協(xié)議,因?yàn)樗鼈兊玫搅藦V泛的支持,但Thread(專為Matter智能家居設(shè)備設(shè)計(jì)的低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)在智能家居方面具有多種優(yōu)勢。Thread不僅非常節(jié)能(這對于電池供電的智能家居設(shè)備來說非常重要),而且其網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)允許設(shè)備相互中繼信號(hào)并更有效地自動(dòng)調(diào)整和路由數(shù)據(jù)。這使得Thread能夠提供更強(qiáng)大、更可靠的連接,而且也很容易擴(kuò)展。

Matter是由連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟(簡稱CSA)開發(fā)的免版稅連接標(biāo)準(zhǔn)。Matter的目標(biāo)是為智能家居設(shè)備創(chuàng)建一種可互操作的方式來相互通信。借助Matter,您可以將經(jīng)過Matter認(rèn)證的智能家居設(shè)備(例如電燈開關(guān)或恒溫器)連接到與Matter兼容的應(yīng)用程序或集線器,而無需考慮制造商是誰。


目前蘋果的iPhone 15 Pro和Pro Max配備Thread無線電,成為首款配備該功能的智能手機(jī),新版的iOS 17.6、macOS 14.6、watchOS 10.6和tvOS 17.6中,也將添加對這些新功能的代碼參考支持。另一方面,也已經(jīng)有許多運(yùn)行Android 15的部分移動(dòng)設(shè)備將支持Thread協(xié)議,這將有助于Matter智能家居設(shè)備的快速推廣。


結(jié)語


Amazon Sidewalk是一項(xiàng)專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),旨在為家庭和小區(qū)中的智能設(shè)備提供更廣泛的連接性。通過利用低帶寬的藍(lán)牙和900 MHz的頻段,Amazon Sidewalk能夠擴(kuò)展設(shè)備的覆蓋范圍,即使是在Wi-Fi信號(hào)較弱或無信號(hào)的區(qū)域。這項(xiàng)技術(shù)不僅提升了設(shè)備的性能和用戶體驗(yàn),還為設(shè)備的定位、監(jiān)控和管理提供了更靈活的解決方案。Amazon Sidewalk的出現(xiàn),為智能家居和智慧城市的發(fā)展注入了新的動(dòng)力,使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠更加智能、高效地運(yùn)作。Silicon Labs推出了完整的Amazon Sidewalk開發(fā)環(huán)境與解決方案,將會(huì)是您開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品的最佳合作伙伴之一。另一方面,iOS與Android也開始支持Matter標(biāo)準(zhǔn),這將讓跨品牌智能家居設(shè)備連接更為便捷,為未來智能家居應(yīng)用的推廣,鋪平了道路。

本文轉(zhuǎn)載自:艾睿電子


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