由於Wi-Fi 6版本的问市,使得这种流行的无线技术变得更适用於物联网,它不仅构成了Matter标准的关键部分,并且成为智慧家庭的基础。Matter承诺为智慧家庭生态系统带来互通性,以Thread为基础进行低功耗无线连接,当需要更大的网路流通量和更高功率时,Wi-Fi便成为理想选择。另外,Matter标准还包括乙太网布线标准,将在未来加入蜂巢式物联网,而低功耗蓝牙则用於布建。
连同用於Matter标准的其他协定,Wi-Fi能够支援网际网路协定(IP)。IP本质上是用於在网际网路上快速传输资料的网路层通讯标准,这方面的优势很明显每个网际网路支援设备都具有自己的IP位址,通过协定的互通性,每个智慧家庭产品都可以非常便捷地连接到云端。凭藉着这样的灵活性,智慧家庭应用可以变得非常强大和灵活。
单一产品无法满足智慧家庭开发的所有需求
消费者对於家中的Wi-Fi通讯已经非常熟悉了,它推动了家庭娱乐网路,让人们无论坐在家里的哪个位置,都能够在平板电脑上观赏电影。在新冠疫情大流行期间,Wi-Fi支援了许多居家办公的视讯会议,其无缝连接的特性已扩展到电视机、洗衣机和冰箱等家用电器。Wi-Fi毫无疑问地是地球上最普及的无线连接技术。
不过,所有的无线技术都有权衡取舍的问题。由於Wi-Fi主要是为了提供高网路流通量而设计的,它往往很耗电。Wi-Fi无线存取点是??入主电源使用,传输资料内容的可?式电脑则利用电池容量,这可以解决问题。
然而Wi-Fi的能源消耗较高确实限制了它的应用范围,例如它并非最适用於由电池供电的电灯开关技术。电灯开关仅需要发送少量的资料来开关灯泡,因此使用小型电池便可以持续数月的运作。对於这种应用和类似的应用,比起Wi-Fi技术,低功耗蓝牙、Thread或ZigBee 这样的低功耗无线连接技术会是更好的选择。
Wi-Fi支援更多的家庭设备
Wi-Fi 6加入了省电技术,设计人员因而能够牺牲一些网路流通量来换取更长的电池使用寿命,从而改善使用效果。而且,通过使用名称为OFDMA的多重存取调变技术,Wi-Fi 6的每个20 MHz通道可以分成数百个子通道,能够同时支援家庭中的更多设备。(先前使用Wi-Fi来支援多个网路设备会产生壅堵的现象,进而降低网路流通量)
虽然这些增强性能仍然无法让Wi-Fi成为理想适合於无线电灯开关等应用,但它们确实使Wi-Fi成为许多智慧家庭设备的最隹化选择,例如安防摄影机、智慧恒温器和智慧扬声器。
这些新的Wi-Fi技术将推动智慧家庭领域的蓬勃发展。根据Vantage Market Research资料,在2028年前,智慧家庭市场价值将从2021年的750亿美元扩大5.5倍以上,这意味着每年有超过4200亿美元销售额。作为这项总额的一部分,在2021年至2025年期间,基於Wi-Fi的智慧家庭设备出货量的年均复合成长率将会达到21% [1]。
升级智慧家庭的易用性
Matter获得亚马逊、苹果、Google、Nordic、三星和其他数百家企业的支持,这为先前零散分割的智慧家庭领域带来了良好的协调。这将会推动销售成长,因为消费者能够从任何主流供应商处购买智慧家庭设备,轻松地让它与其喜欢的智慧家庭生态系统一起工作。这非常适合那些渴??向消费者提供智慧家庭增值服务的主要供应商,以增加设备销售营收。
业界为Matter选择的无线技术(和乙太网)是经过仔细考虑的。Wi-Fi已经在全球数以亿计的家庭中受到普遍使用,而Wi-Fi 6使其更加适合智慧家庭应用。Thread则是低功耗的无线连接标准,无需闸道就能与大型IP网路无缝整合。而低功耗蓝牙可与智慧手机交互操作,成为了调校和配置新颖智慧家庭产品的理想介面。
除了可以为智慧家庭产品提供高网路流通量选择的优势之外,Wi-Fi还支撑着Matter的IP互通性。Matter应用层简化了Thread设备连接家庭Wi-Fi网路,再从那里连接到云端的通讯操作。而使用Wi-Fi进行网路传输的Matter设备不需要内建网状网路支援,因为Wi-Fi 6良好的通讯范围使Matter设备总是能够进行连接。这些非网状网路Matter设备可以做到外型更小,耗电更低。
开始使用智慧家庭Wi-Fi
Nordic公司推出nRF7002 Wi-Fi 6配套IC及其相关开发套件(DK),开发人员可更加便捷地利用在智慧家庭领域中日益重要的Wi-Fi连接。这款IC是具有低功耗特性的Wi-Fi 6设备,提供无缝的双频段(2.4和5GHz)连接。nRF7002并提供与低功耗蓝牙、Thread和ZigBee无线电的良好共存性,并支援Wi-Fi 6的关键省电功能,即目标唤醒时间(TWT)功能。这款DK使开发人员能轻松启动基於nRF7002的物联网专案,还具备支援Thread和低功耗蓝牙的nRF5340多协定SoC,因而适用於所有的Matter无线技术进行产品开发。
今日,智慧家庭在精通技术产品的早期采用者中非常受欢迎,但尚未能在主流市场大行其道。不过,Matter预示着联网家居产品的曙光降临,而Wi-Fi将是实现成功的重要基础,看来智慧家庭终於能够尽展所长了。
(本文作者Finn Boetius为Nordic半导体公司产品行销工程师)
叁考资料
[1]「智慧家庭市场规模将於2028年达到4239.5亿美元;Vantage Market Research,https://aws.amazon.com/marketplace/pp/prodview-sq6upwbi35x2m#offers