根據(jù)GSMA 數(shù)據(jù)顯一項(xiàng)市場(chǎng)研究的數(shù)據(jù)顯示，在美國(guó)，每個(gè)家庭中的聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量從2012年的8個(gè)增長(zhǎng)到2017年的24個(gè)，并將在2022年增長(zhǎng)到50個(gè)。目前物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備雖然數(shù)量龐大，但是卻是一個(gè)高度復(fù)雜化與碎片化的市場(chǎng)，這里面的設(shè)備不僅是生產(chǎn)的廠家不一樣，產(chǎn)品的組網(wǎng)方式也不同（WiFi、藍(lán)牙、Zigbee等等），即使是生態(tài)系統(tǒng)也有很多（蘋(píng)果 HomeKit、Weave、SmartThings等）。這些差異已經(jīng)是家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備行業(yè)發(fā)展的一大頑疾。

隨著2017年7月19日，SIG（藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟）宣布“藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)”的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)的連接與應(yīng)用情境變得更多元，物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)也越來(lái)越多。藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是智能家居、照明、信標(biāo)和資產(chǎn)跟蹤應(yīng)用的聯(lián)想選擇。去中心化的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)使得藍(lán)牙設(shè)備可以部署到距離集線器或網(wǎng)關(guān)更遠(yuǎn)的地方。在零售營(yíng)銷(xiāo)和資產(chǎn)跟蹤應(yīng)用中，藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)化了信標(biāo)的部署和管理。通過(guò)將低功耗藍(lán)牙與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，新功能和新價(jià)值被引入到藍(lán)牙和zigbee設(shè)備中。此外，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)使得不同技術(shù)開(kāi)發(fā)商之間不同的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)接起來(lái)。

利用多協(xié)議設(shè)備改善家庭自動(dòng)化體驗(yàn)的案例介紹

動(dòng)態(tài)多協(xié)議軟件允許用戶使用智能手機(jī)APP通過(guò)藍(lán)牙直接對(duì)Zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行部署、更新、控制和監(jiān)控。該軟件還可以通過(guò)藍(lán)牙信標(biāo)擴(kuò)展基于Zigbee的可連接照明和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，更輕松地部署可擴(kuò)展的室內(nèi)基于位置的服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。通過(guò)向Zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)添加低功耗藍(lán)牙功能，開(kāi)發(fā)人員可以創(chuàng)建更易部署、使用和更新的下一代IOT應(yīng)用。

陳雄基表示，通過(guò)智能手機(jī)，用戶可以通過(guò)藍(lán)牙的部分直接把門(mén)鎖打開(kāi)，同時(shí)門(mén)鎖也可以通過(guò)智能Zigbee的連接去做適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)和調(diào)節(jié)燈光。甚至是臥室里的燈光，可以根據(jù)用戶的手機(jī)有沒(méi)有進(jìn)入房間自動(dòng)開(kāi)關(guān)。

雖然藍(lán)牙Mesh目前貌似主要支持智能家居等靜態(tài)的連接，但是藍(lán)牙Mesh是相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)動(dòng)態(tài)支持比較好的，從技術(shù)層面Zigbee Mesh還是有路徑的對(duì)接表，通過(guò)這個(gè)對(duì)接表，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)知道自己的父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)是誰(shuí)。在藍(lán)牙Mesh是沒(méi)有父子節(jié)點(diǎn)的概念，它只是收到一個(gè)BLE的封包，了解這個(gè)信息是不是給我的，通過(guò)這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，藍(lán)牙Mesh在動(dòng)態(tài)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)會(huì)比較有優(yōu)勢(shì)。

SILICON LABS介紹了利用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的藍(lán)牙連接應(yīng)用。通過(guò)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以提供不同設(shè)備之間的應(yīng)用，比如音頻和語(yǔ)音點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串流，或者信標(biāo)以及簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)傳送。

“通過(guò)路由的多跳功能，我們也可以把網(wǎng)絡(luò)的范圍擴(kuò)展。今天用戶可以通過(guò)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)更好的有利去拓展傳輸范圍，因?yàn)橐恍┘夹g(shù)需求，我們看到比較多的是一些傳感器和簡(jiǎn)單的控制部分。我們也可以把每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送輸出功率降低，比方說(shuō)我們看到國(guó)內(nèi)的電力抄表，我們的芯片本身可以提供20dbm的輸出，但是主流的客戶都沒(méi)有做到這么高。”陳雄基表示，通過(guò)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)也可以解決多節(jié)點(diǎn)故障的問(wèn)題。

Silicon Labs亞太區(qū)高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理陳雄基

2017年12月20日，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中硅芯片和軟件的領(lǐng)先供應(yīng)商Silicon Labs（中文名“芯科科技”）在深圳舉行媒體見(jiàn)面會(huì)。在會(huì)上，Silicon Labs亞太區(qū)高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理陳雄基對(duì)記者詳細(xì)介紹了為其Wireless Gecko（無(wú)線小壁虎）片上系統(tǒng)（SOC）和模塊產(chǎn)品組合發(fā)布的動(dòng)態(tài)多協(xié)議軟件。此外，為了幫助開(kāi)發(fā)人員簡(jiǎn)化IOT網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備設(shè)計(jì)并加快上市速度，Silicon Labs推出了支持最新藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的全套軟件和硬件。與現(xiàn)有開(kāi)發(fā)工具相比，Silicon Labs專(zhuān)利的網(wǎng)絡(luò)分析工具和智能手機(jī)藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的組合，幫助IOT開(kāi)發(fā)人員縮短產(chǎn)品上市時(shí)間長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月。

小貼士：Silicon Labs同時(shí)也將參加第二天舉行的深圳國(guó)際電子展（ELEXCON 2017），展位號(hào)為1號(hào)館1A01。

據(jù)介紹，通過(guò)這個(gè)動(dòng)態(tài)多協(xié)議軟件，Silicon Labs可同時(shí)在單一SOC上運(yùn)行Zigbee和低功耗藍(lán)牙，目前這種集成方案在業(yè)內(nèi)也是比較少見(jiàn)的。“Silicon Labs有一個(gè)簡(jiǎn)單的想法和思路，在無(wú)線里面沒(méi)有一套標(biāo)準(zhǔn)滿足所有需求，所以我們會(huì)通過(guò)不同的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的支持去擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)的連接部分。” 陳雄基表示，通過(guò)這種多協(xié)議解決方案，可讓用戶實(shí)現(xiàn)IOT應(yīng)用高級(jí)功能的同時(shí)，將無(wú)線子系統(tǒng)的BOM成本和尺寸降低達(dá)到40%。

陳雄基表示，對(duì)于SILICON LABS來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)工具是通用的，不管是藍(lán)牙還是WIFI、Zigbee，只是換一個(gè)不同的模組，同時(shí)SILICON LABS也提供業(yè)界最小的SIP封裝，包括所有的分立器件，包括電阻、電容、晶振。

軟件部分SILICON LABS也提供BLE和藍(lán)牙的協(xié)議。通過(guò)軟件，可以直接跟智能手機(jī)進(jìn)行連接。這是陳雄基一個(gè)很重要的觀點(diǎn)，“SILICON LABS專(zhuān)注在標(biāo)準(zhǔn)化，不希望去做一些私有化的協(xié)議。包括今天的藍(lán)牙Mesh，一些友商都支持私有的協(xié)議，而SILICON LABS都支持SIG標(biāo)準(zhǔn)。”據(jù)介紹，最新的藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案得益于SILICON LABS成熟的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，包括開(kāi)發(fā)工具、軟件協(xié)議棧和支持SILICON LABS無(wú)線片上系統(tǒng)（SOC）設(shè)備和已通過(guò)認(rèn)證的模塊的移動(dòng)應(yīng)用程序。

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Micrium OS，管理分時(shí)任務(wù)

值得一提的是，SILICON LABS動(dòng)態(tài)多協(xié)議軟件由高度優(yōu)化的無(wú)線協(xié)議棧和在Micrium OS上運(yùn)行的高級(jí)無(wú)線電調(diào)度器提供有力支持。據(jù)介紹，Micrium OS來(lái)自于SILICON LABS收購(gòu)的一家公司Micrium。通過(guò)這個(gè)實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)，SILICON LABS可以做到實(shí)時(shí)管理。“我們可以通過(guò)時(shí)間切換來(lái)做不同的協(xié)調(diào)。藍(lán)牙或BLE需要有一個(gè)定時(shí)的動(dòng)作，這個(gè)動(dòng)作是很重要的，不然設(shè)備會(huì)認(rèn)為已經(jīng)切斷連接了。” 陳雄基表示，這種時(shí)間分配很重要，在設(shè)備連接上經(jīng)常會(huì)有時(shí)間重疊，這個(gè)時(shí)候硬件應(yīng)該怎么操作？沒(méi)有OS很難實(shí)現(xiàn)。SILICON LABS基本上把原有的協(xié)議重寫(xiě)了一遍，通過(guò)Micrium OS可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)的分配，在不同的時(shí)間間距做不同的配置。開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)這個(gè)應(yīng)用做更靈活的設(shè)計(jì)，也可以自己調(diào)節(jié)時(shí)間。“我們也計(jì)劃把這個(gè)OS放到下一代的SDK里面。”

陳雄基同時(shí)表示，SILICON LABS提供多種開(kāi)發(fā)工具，可以大大減少工程師的開(kāi)發(fā)難度。“我們的工具只要你插到電腦，就會(huì)自動(dòng)做一個(gè)感知，你的那套是什么SDK，適合什么開(kāi)發(fā)工具。比如我現(xiàn)在插一個(gè)支持藍(lán)牙和MESH的開(kāi)發(fā)工具。你打開(kāi)SDK后就會(huì)看到支持多協(xié)議的開(kāi)發(fā)工具。” 陳雄基同時(shí)表示，還有網(wǎng)絡(luò)分析方面，通過(guò)工具可以了解無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每一顆芯片接收到什么封包，做了什么判斷。“我們希望提供比較完整的開(kāi)發(fā)工具和網(wǎng)絡(luò)分析工具，讓開(kāi)發(fā)者的生產(chǎn)力提升，更快速把相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出來(lái)，讓市場(chǎng)更靈活的使用。”

如何解決安全性和連接穩(wěn)定性？

對(duì)于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的連接安全性和穩(wěn)定性問(wèn)題。陳雄基表示，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)有不同的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙Mesh在應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層都有安全的需求。今天發(fā)布的Wireless Gecko（無(wú)線小壁虎）已經(jīng)加入了很多安全的算法，包括很多的SOC支持AES128，以及ECC等不同的安全性算法。除此之外，SILICON LABS也采用了ARM的M33 Core，這個(gè)Core主要是為了加強(qiáng)安全性。

至于連接穩(wěn)定性問(wèn)題，陳雄基表示，SILICON LABS到目前已經(jīng)擁有15年的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，部署節(jié)點(diǎn)超過(guò)1億多，以往的Mesh會(huì)提供量數(shù)據(jù)給開(kāi)發(fā)者參考，甚至?xí)兂梢粋€(gè)應(yīng)用手冊(cè)，讓開(kāi)發(fā)者有一個(gè)心理準(zhǔn)備。“我們雖然會(huì)完全的支持SIG的標(biāo)準(zhǔn)部分，同時(shí)我們也會(huì)提供數(shù)據(jù)，今天在做一個(gè)100多個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，我們是通過(guò)本身的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試環(huán)境，剛才提到我們希望我們的開(kāi)發(fā)者完全了解在最優(yōu)環(huán)境下獲得什么效果。”陳雄基表示。

最后，陳雄基介紹，SILICON LABS的藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)軟件開(kāi)發(fā)工具和軟件協(xié)議棧現(xiàn)在已可免費(fèi)提供給注冊(cè)過(guò)SILICON LABS藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)工具套件的客戶。Wireless Gecko SOC、藍(lán)牙模塊和用于藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的無(wú)線入門(mén)套件現(xiàn)在可以從SILICON LABS和授權(quán)分銷(xiāo)商處獲得。