【導讀】在互聯(lián)日益緊密的世界中，物聯(lián)網(wǎng)已成為我們日常生活中不可或缺的一部分。從智能家居設備到可穿戴設備，物聯(lián)網(wǎng)設備使我們變得更加高效、更加健康，并帶來(lái)了新的便利水平。由Amazon公司推出的Amazon Sidewalk是一個(gè)共享無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，旨在將物聯(lián)網(wǎng)設備的覆蓋范圍擴展到家庭之外，將為物聯(lián)網(wǎng)設備帶來(lái)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)設備連接的Matter標準，也讓智能家居設備連接更容易。本文將為您介紹Amazon Sidewalk的架構與應用，以及由Silicon Labs所推出的Amazon Sidewalk解決方案，與Matter標準的最新發(fā)展。
在互聯(lián)日益緊密的世界中，物聯(lián)網(wǎng)已成為我們日常生活中不可或缺的一部分。從智能家居設備到可穿戴設備，物聯(lián)網(wǎng)設備使我們變得更加高效、更加健康，并帶來(lái)了新的便利水平。由Amazon公司推出的Amazon Sidewalk是一個(gè)共享無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，旨在將物聯(lián)網(wǎng)設備的覆蓋范圍擴展到家庭之外，將為物聯(lián)網(wǎng)設備帶來(lái)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)設備連接的Matter標準，也讓智能家居設備連接更容易。本文將為您介紹Amazon Sidewalk的架構與應用，以及由Silicon Labs所推出的Amazon Sidewalk解決方案，與Matter標準的最新發(fā)展。
擴展物聯(lián)網(wǎng)設備連接范圍的共享無(wú)線(xiàn)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，利用現有的Amazon Echo和Ring設備作為橋梁來(lái)創(chuàng )建社區范圍的網(wǎng)絡(luò )。它不僅通過(guò)擴展設備范圍徹底改變了物聯(lián)網(wǎng)連接，還彌合了家庭和社區之間的差距。
Amazon Sidewalk是一個(gè)共享的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，允許兼容設備通過(guò)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設備）來(lái)實(shí)現該網(wǎng)絡(luò )上設備之間的通信，該網(wǎng)絡(luò )超越了個(gè)人家庭，連接了更廣泛區域的設備。Amazon Sidewalk可實(shí)現家庭和家庭外低帶寬、長(cháng)距離的可靠連接，可連接物聯(lián)網(wǎng)設備及戶(hù)外照明、運動(dòng)傳感器和基于位置的跟蹤器等設備。Amazon Sidewalk可使用多種通信協(xié)議，包括可用于家庭內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(wú)線(xiàn)電協(xié)議，可實(shí)現更遠距離的通信。
Amazon Sidewalk構建在由無(wú)線(xiàn)電、網(wǎng)絡(luò )和應用層組成的體系結構之上，它可支持3種不同的射頻（RF）協(xié)議。無(wú)線(xiàn)電層用于使用藍牙低功耗、CSS或FSK為Amazon Sidewalk設備進(jìn)行通信，應用層則位于網(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(gè)額外的網(wǎng)絡(luò )層。網(wǎng)絡(luò )層用于處理設備之間的數據路由和轉發(fā)，確保整個(gè)Amazon Sidewalk網(wǎng)絡(luò )的無(wú)縫通信。應用層用于管理特定設備的應用和服務(wù)，所有Amazon Sidewalk設備均通過(guò)適用于A(yíng)mazon Sidewalk的AWS IoT Core連接到云。
Amazon Sidewalk借助Sidewalk Bridge設備（包括部分Echo和Ring設備）來(lái)創(chuàng )建低帶寬網(wǎng)絡(luò )。這些網(wǎng)橋設備共享您的互聯(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)。當更多鄰居參與時(shí)，網(wǎng)絡(luò )就會(huì )變得更加強大。如果Sidewalk Bridge設備失去Wi-Fi連接，Amazon Sidewalk可以簡(jiǎn)化將其重新連接到路由器的過(guò)程，它還可以幫助保持室外或車(chē)庫內支持Sidewalk的設備保持連接。Sidewalk還可與Tile之類(lèi)的跟蹤設備配合使用，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
Amazon Sidewalk是一個(gè)由附近橋接器（Bridge）設備組成的低帶寬無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。Amazon Sidewalk Bridge橋接器設備所有者可選擇共享一小部分互聯(lián)網(wǎng)帶寬，為Amazon Sidewalk范圍內的兼容設備提供無(wú)線(xiàn)連接服務(wù)，每個(gè)參與的Bridge橋接器設備都會(huì )擴展網(wǎng)絡(luò )范圍。Amazon Sidewalk將可解鎖新設備的可能性，支持Amazon Sidewalk的設備包括智能公共設備、電器和消費類(lèi)設備，其還可用于公園管理、環(huán)境管理、機場(chǎng)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 )體系結構，在一個(gè)地區擁有更多的Amazon Sidewalk Bridges橋接器可以提高網(wǎng)絡(luò )的有效性。在擴展基礎設施時(shí)，橋接器會(huì )形成分布式網(wǎng)絡(luò )，允許設備在范圍內連接并將數據發(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橋接器從兼容的設備中拉取消息，并通過(guò)AWS云以多層安全方式將其發(fā)送給用戶(hù)。
Amazon Sidewalk可在無(wú)線(xiàn)電層使用三種不同的物理層（PHY）來(lái)應對不同的網(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以及連接設備至電話(huà)的連接性，藍牙低功耗無(wú)線(xiàn)電PHY可用于家庭內的Amazon Sidewalk應用，可為設備（如基于位置的設備）提供短距離連接，并將設備連接到具有Amazon Sidewalk覆蓋范圍的智能手機。
1 GHz以下GFSK則用于家庭內和前門(mén)外，GFSK無(wú)線(xiàn)電PHY可覆蓋的面積多達1英畝，并可應對需要覆蓋獨立建筑物和庭院的應用，如游泳池、水療館和節水設施。GFSK甚至可憑借Amazon Sidewalk的覆蓋范圍支持智慧城市和社區應用。
1 GHz以下CSS則可用于家庭內和柵欄外，CSS（線(xiàn)性調頻擴頻）無(wú)線(xiàn)電PHY的覆蓋范圍可達數英里，可支持距離最近橋接器很遠的應用，包括在A(yíng)mazon Sidewalk覆蓋范圍內的智能社區、大學(xué)和農業(yè)設施。
提供最完整的Amazon Sidewalk開(kāi)發(fā)生態(tài)系統
為了加速客戶(hù)開(kāi)發(fā)支持Amazon Sidewalk的設備，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)設備制造商提供最完整、一站式的開(kāi)發(fā)生態(tài)系統，包括Amazon Sidewalk SDK（軟件開(kāi)發(fā)工具包）、無(wú)線(xiàn)硬件、安全性、開(kāi)發(fā)套件和工具，從而簡(jiǎn)化客戶(hù)的開(kāi)發(fā)流程，降低成本，并加快實(shí)現創(chuàng )收。
Silicon Labs推出經(jīng)過(guò)認證的SDK可簡(jiǎn)化Amazon Sidewalk設備的開(kāi)發(fā)、降低成本并加快上市時(shí)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(wú)線(xiàn)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(lái)確保Amazon Sidewalk設備具有強大的安全功能，且開(kāi)發(fā)人員可以運用開(kāi)發(fā)套件和工具，來(lái)訪(fǎng)問(wèn)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(xiàn)圖上持續創(chuàng )新，以確保與Amazon不斷發(fā)展的生態(tài)系統的兼容性，并進(jìn)行軟件定期更新，來(lái)增強設備性能和安全性。為協(xié)助客戶(hù)開(kāi)發(fā)Amazon Sidewalk設備時(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(kāi)發(fā)人員了解Silicon Labs的集成工具和服務(wù)組合，為其支持Sidewalk的設備，選擇理想的模塊或SoC以及相關(guān)的開(kāi)發(fā)硬件，以幫助推動(dòng)從概念到發(fā)布的完整開(kāi)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A(yíng)mazon Sidewalk的GHz以下FSK無(wú)線(xiàn)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(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智能家居設備，如門(mén)、窗和溫度傳感器設備等。EFR32SG23可提供超出前門(mén)的可靠范圍，可覆蓋像是獨立建筑、游泳池和水療中心，其鏈路預算為129.5 dBm，可提供長(cháng)距離的可靠通信，專(zhuān)用的安全內核支持Silicon Labs的Secure Vault? High，為設備帶來(lái)業(yè)界領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)安全性，保護無(wú)線(xiàn)數據和設備免受遠程和本地攻擊。
Silicon Labs的SG28（EFR32SG28）是另一款適用于A(yíng)mazon Sidewalk設備的安全低功耗雙頻無(wú)線(xiàn)SoC，支持GHz以下FSK和藍牙低功耗，可在家中和前門(mén)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(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備，以及需要更多資源的應用場(chǎng)景。SG28的鏈路預算為128.6 dBm，可提供長(cháng)距離的可靠通信，同樣支持Silicon Labs專(zhuān)用的Secure Vault? High安全內核，確保設備聯(lián)網(wǎng)的安全性。
Silicon Labs還推出適用于A(yíng)mazon Sidewalk的Silicon Labs Pro套件，提供用于評估和開(kāi)發(fā)大容量、可擴展Amazon Sidewalk設備的必要工具。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(wú)線(xiàn)協(xié)議。這款無(wú)線(xiàn)專(zhuān)業(yè)套件包含一個(gè)KG100S無(wú)線(xiàn)電板，其提供完整的參考設計，可支持在A(yíng)mazon Sidewalk中使用的藍牙、FSK和CSS協(xié)議。它還包括一個(gè)BG24無(wú)線(xiàn)電板和FSK/CSS適配器板，適合于需要分立設計的客戶(hù)。這款無(wú)線(xiàn)專(zhuān)業(yè)套件主板還包含帶數據包跟蹤接口，以及虛擬COM端口的板載J-LINK調試器，可通過(guò)擴展頭對連接的無(wú)線(xiàn)電板和外部硬件，進(jìn)行應用程序開(kāi)發(fā)和調試。這款Amazon Sidewalk專(zhuān)業(yè)套件可提供用于開(kāi)發(fā)大批量、可擴展物聯(lián)網(wǎng)應用所需的所有工具。
Matter標準讓跨品牌智能家居設備連接更容易
雖然構建智能家居是想讓我們的生活更輕松，但管理智能家居設備可能是一件苦差事，尤其是當您混合搭配不同品牌的設備時(shí)。這是因為許多智能家居設備只能使用制造商的專(zhuān)有應用程序。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，但通常都被困在各自的生態(tài)系統中，從而限制了您的設備選擇。
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(zhuān)為Matter智能家居設備設計的低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )協(xié)議）在智能家居方面具有多種優(yōu)勢。Thread不僅非常節能（這對于電池供電的智能家居設備來(lái)說(shuō)非常重要），而且其網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )性質(zhì)允許設備相互中繼信號并更有效地自動(dòng)調整和路由數據。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是由連接標準聯(lián)盟（簡(jiǎn)稱(chēng)CSA）開(kāi)發(fā)的免版稅連接標準。Matter的目標是為智能家居設備創(chuàng )建一種可互操作的方式來(lái)相互通信。借助Matter，您可以將經(jīng)過(guò)Matter認證的智能家居設備（例如電燈開(kāi)關(guān)或恒溫器）連接到與Matter兼容的應用程序或集線(xiàn)器，而無(wú)需考慮制造商是誰(shuí)。
目前蘋(píng)果的iPhone 15 Pro和Pro Max配備Thread無(wú)線(xiàn)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(dòng)設備將支持Thread協(xié)議，這將有助于Matter智能家居設備的快速推廣。
結語(yǔ)
Amazon Sidewalk是一項專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)設備設計的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，旨在為家庭和小區中的智能設備提供更廣泛的連接性。通過(guò)利用低帶寬的藍牙和900 MHz的頻段，Amazon Sidewalk能夠擴展設備的覆蓋范圍，即使是在Wi-Fi信號較弱或無(wú)信號的區域。這項技術(shù)不僅提升了設備的性能和用戶(hù)體驗，還為設備的定位、監控和管理提供了更靈活的解決方案。Amazon Sidewalk的出現，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)設備能夠更加智能、高效地運作。Silicon Labs推出了完整的Amazon Sidewalk開(kāi)發(fā)環(huán)境與解決方案，將會(huì )是您開(kāi)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(kāi)始支持Matter標準，這將讓跨品牌智能家居設備連接更為便捷，為未來(lái)智能家居應用的推廣，鋪平了道路。
本文轉載自：艾睿電子
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