【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)超越了個人家庭，連接了更廣泛區(qū)域的設(shè)備。Amazon Sidewalk可實現(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、運動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)的短距離通信的藍牙低功耗（LE），以及在900 MHz頻率下運行的CSS和FSK無線電協(xié)議，可實現(xiàn)更遠距離的通信。
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牙低功耗、CSS或FSK為Amazon Sidewalk設(shè)備進行通信，應(yīng)用層則位于網(wǎng)絡(luò)層和藍牙低功耗協(xié)議棧之上，對于FSK和CSS，則有一個額外的網(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，網(wǎng)絡(luò)就會變得更加強大。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。
具拓展性的Amazon Sidewalk網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
Amazon Sidewalk是一個由附近橋接器（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)，每個參與的Bridge橋接器設(shè)備都會擴展網(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、電器和消費類設(shè)備，其還可用于公園管理、環(huán)境管理、機場等。
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。在擴展基礎(chǔ)設(shè)施時，橋接器會形成分布式網(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，包括藍牙低功耗、1 GHz以下GFSK與1 GHz以下CSS。藍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。
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1英畝，并可應(yīng)對需要覆蓋獨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)頻擴頻）無線電PHY的覆蓋范圍可達數(shù)英里，可支持距離最近橋接器很遠的應(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。
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間，并提供一系列硬件選項，包括SG28雙頻SoC、SG23 SoC和BG21/BG24藍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)備具有強大的安全功能，且開發(fā)人員可以運用開發(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，并進行軟件定期更新，來增強設(shè)備性能和安全性。為協(xié)助客戶開發(fā)Amazon Sidewalk設(shè)備時，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，以幫助推動從概念到發(fā)布的完整開發(fā)之旅。
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配備運行速度高達78 MHz的ARM Cortex?-M33，以及512 kB閃存和64 kB RAM，其活動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，保護無線數(shù)據(jù)和設(shè)備免受遠程和本地攻擊。
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和藍牙低功耗，可在家中和前門之外分別使用藍牙低功耗和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)備配備了運行頻率高達78 MHz的ARM Cortex?-M33，以及1024 kB閃存和256 kB RAM，支持高達49個GPIO，其活動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，提供用于評估和開發(fā)大容量、可擴展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KG100S無線電板，其提供完整的參考設(shè)計，可支持在Amazon Sidewalk中使用的藍牙、FSK和CSS協(xié)議。它還包括一個BG24無線電板和FSK/CSS適配器板，適合于需要分立設(shè)計的客戶。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，可通過擴展頭對連接的無線電板和外部硬件，進行應(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、可擴展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需的所有工具。
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。這是因為許多智能家居設(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，雖然藍牙和Wi-Fi是很好的通信協(xié)議，因為它們得到了廣泛的支持，但Thread（專為Matter智能家居設(shè)備設(shè)計的低功耗網(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)備相互中繼信號并更有效地自動調(diào)整和路由數(shù)據(jù)。這使得Thread能夠提供更強大、更可靠的連接，而且也很容易擴展。
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，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)有許多運行Android 15的部分移動設(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是一項專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計的網(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牙和900 MHz的頻段，Amazon Sidewalk能夠擴展設(shè)備的覆蓋范圍，即使是在Wi-Fi信號較弱或無信號的區(qū)域。這項技術(shù)不僅提升了設(shè)備的性能和用戶體驗，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)展注入了新的動力，使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠更加智能、高效地運作。Silicon Labs推出了完整的Amazon Sidewalk開發(fā)環(huán)境與解決方案，將會是您開發(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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