智能家居其實(shí)并不是什么新的概念，市面上也已經(jīng)有許多相關(guān)的產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品通常功能受限、連接性不佳。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，搭配物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，智能家居設(shè)備即將開(kāi)始呈現(xiàn)出新的樣貌。本文將為您介紹智能家居技術(shù)的發(fā)展方向，以及來(lái)自Silicon Labs的相關(guān)解決方案。

主動(dòng)智能使智能家居設(shè)備更聰明

一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，科幻作家一直在為我們描繪未來(lái)智能家居的生活方式，然而，現(xiàn)實(shí)與幻想仍然有段差距，當(dāng)前的智能家居產(chǎn)品，雖然擁有智能，但仍不夠聰明。

舉例來(lái)說(shuō)，目前的許多智能家居設(shè)備都可以稱為“被動(dòng)服從”，也就是當(dāng)設(shè)備被告知去做某件事時(shí)，它們才會(huì)按照要求去做。用戶可以安排任務(wù)，比如在早上鬧鐘響起前五分鐘打開(kāi)咖啡壺，用戶還可以制定規(guī)則，比如當(dāng)溫度上升到設(shè)定的閾值時(shí)打開(kāi)空調(diào)，但是采用時(shí)間表和規(guī)則的方式，仍然只是系統(tǒng)按照指示去做事，并不具備真正的智能判斷能力。

主動(dòng)智能的智能家居則會(huì)通過(guò)觀察和推理來(lái)了解家庭的模式和偏好，使用這些數(shù)據(jù)，智能家居可以在沒(méi)有人工輸入的情況下獨(dú)立做出決策。例如，燈和暖通空調(diào)除了可以根據(jù)人是否在房屋或房間中，來(lái)決定是否打開(kāi)和關(guān)閉，甚至還可以根據(jù)該人的喜好調(diào)節(jié)溫度；自動(dòng)澆水系統(tǒng)可以在下雨時(shí)關(guān)閉，或者隨著春季到夏季來(lái)臨，緩慢地增加澆水時(shí)間；智能恒溫器可以了解到家人通常在周五晚上下班后出去吃晚飯，然后等到晚些時(shí)候再打開(kāi)空調(diào)。

這種更聰明的智能家居比被動(dòng)聽(tīng)話的智能家居設(shè)備靈活得多，被動(dòng)式產(chǎn)品需要概括居住在家里的每個(gè)人的偏好來(lái)程序化規(guī)則，但更聰明的智能家居則可以單獨(dú)分析每個(gè)人的習(xí)慣和偏好，來(lái)自動(dòng)做出相應(yīng)的規(guī)則調(diào)整。人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）則是賦予智能設(shè)備邊緣自主權(quán)所需的主要技術(shù)。AI和ML將把歷來(lái)平凡的被動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的生態(tài)系統(tǒng)參與者，通過(guò)它們的環(huán)境意識(shí)和決策能力為用戶帶來(lái)價(jià)值。

智能設(shè)備的安全性日趨重要

不過(guò)，隨著家中設(shè)備變得越來(lái)越智能，它們將收集越來(lái)越多關(guān)于家中個(gè)人的信息，新功能也將帶來(lái)了新的漏洞，如果受到侵入，這些數(shù)據(jù)可用于在用戶不知情的情況下跟蹤個(gè)人，小偷也可以容易地知道房子內(nèi)什么時(shí)候沒(méi)人在家，因此隱私、預(yù)防和保護(hù)等安全性也顯得更為重要。

由于智能設(shè)備可以自行操作，因此防止黑客劫持其功能便非常重要。攻擊行為已經(jīng)不僅是簡(jiǎn)單地繞過(guò)門鎖入侵，滋擾或勒索軟件攻擊也是一個(gè)可能的問(wèn)題，像是黑客可能會(huì)強(qiáng)制以高音量播放同一首歌曲，同時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉房屋內(nèi)的燈。這些攻擊還可能威脅到用戶安全，例如將熱水器溫度升高到燙傷水平，某個(gè)沒(méi)有安全性的智能設(shè)備可能會(huì)被利用，并用作整個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，來(lái)控制所有的智能設(shè)備，因此更需要重視安全性的預(yù)防能力。

另一方面，安全性還需要考慮智慧財(cái)產(chǎn)（IP）保護(hù)，因?yàn)樵S多公司已經(jīng)為特定應(yīng)用開(kāi)發(fā)強(qiáng)大的AI功能，投入相當(dāng)多的時(shí)間和金錢，然而，在邊緣AI應(yīng)用的情況下，必須在家庭中的智能設(shè)備或網(wǎng)關(guān)中實(shí)現(xiàn)安全性，如果設(shè)備沒(méi)有得到充分保護(hù)，OEM的AI投資可能會(huì)被復(fù)制和竊取。

支持多樣的標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議以提升安全性

AI和ML是相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)，必須由許多供應(yīng)商進(jìn)行開(kāi)發(fā)，每家供應(yīng)商都會(huì)提供解決AI難題的關(guān)鍵元素，以增加自己的價(jià)值。因此，智能設(shè)備組件選擇的一個(gè)重要方面，便是芯片制造商匯集了多少支持供應(yīng)商，選項(xiàng)越全面，系統(tǒng)的效率就越高，OEM便可以更快地進(jìn)入市場(chǎng)。

例如，Silicon Labs提供EFR32 SoC和模塊來(lái)加速智能設(shè)備的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和部署。EFR平臺(tái)支持智能家居中使用的主要標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，它還提供將智能帶到邊緣所需的計(jì)算、存儲(chǔ)和安全資源。該平臺(tái)由Simplicity Studio提供支持，這是一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，具有為所有技能水平的開(kāi)發(fā)人員簡(jiǎn)化和優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)所需的工具和功能。Silicon Labs還提供在用戶數(shù)據(jù)隱私、防止操作中斷和IP保護(hù)方面等各種保護(hù)智能系統(tǒng)所需的硬件、軟件和工具。

隨著安全威脅與日俱增，因此智能設(shè)備也必須找出相應(yīng)的對(duì)策。為了提供當(dāng)今最全面的安全性，Silicon Labs開(kāi)發(fā)了Secure Vault，可以提供安全認(rèn)證、安全升級(jí)、安全密鑰管理、安全調(diào)試、防篡改、安全啟動(dòng)等安全技術(shù)，還提供真正的隨機(jī)數(shù)生成器、加密引擎和差分功耗分析（DPA），并將這些功能整合到一個(gè)安全子系統(tǒng)中，在所有安全功能和主機(jī)處理器之間提供硬件隔離。

Silicon Labs為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)提供了廣泛的安全平臺(tái)組合，例如，EFR32可依據(jù)不同應(yīng)用的特定要求，提供不同的重要安全功能配置。Silicon Labs還利用領(lǐng)先的安全技術(shù)，包括用于基于Arm Cortex-M架構(gòu)的MCU TrustZone，以提升系統(tǒng)的安全性。

提升智能設(shè)備的互操作性完善生態(tài)體系

除了更加智能之外，智能設(shè)備還需要能夠相互操作并協(xié)調(diào)它們的動(dòng)作。領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)參與者了解互操作性對(duì)市場(chǎng)成功的重要性。這就是標(biāo)準(zhǔn)組織正在開(kāi)發(fā)集成物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的原因，也是亞馬遜和谷歌等公司開(kāi)始合作為智能家居生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化API的原因，當(dāng)智能設(shè)備可以協(xié)同工作時(shí)，對(duì)業(yè)界與用戶都會(huì)是雙贏的局面。

為了推動(dòng)智能設(shè)備的互操作性，Zigbee聯(lián)盟宣布更名為“連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟”（CSA），并將以前稱為IP互聯(lián)家庭（又名“CHIP”）的項(xiàng)目重命名為“Matter”，致力于簡(jiǎn)化和協(xié)調(diào)IoT產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

Silicon Labs是CHIP項(xiàng)目的早期支持者，現(xiàn)在則是投入“Matter”標(biāo)準(zhǔn)，努力簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并確保最終用戶體驗(yàn)到簡(jiǎn)單、可靠和安全廣泛的智能家居應(yīng)用。目前Silicon Labs的無(wú)線解決方案可用于開(kāi)發(fā)支持Thread、Wi-Fi和藍(lán)牙協(xié)議的Matter終端產(chǎn)品。

Silicon Labs也推出其Unify軟件開(kāi)發(fā)工具包（SDK），該工具包提供了跨物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)連接的通用構(gòu)建塊。物聯(lián)網(wǎng)云和平臺(tái)開(kāi)發(fā)人員現(xiàn)在能夠?qū)⑹澜缫涣鞯墓δ茉O(shè)計(jì)到他們的設(shè)備和網(wǎng)關(guān)中，并且完全有信心這些產(chǎn)品將支持當(dāng)前和新興的無(wú)線協(xié)議進(jìn)行互操作。Unify SDK將為Z-Wave和Zigbee提供現(xiàn)成的特定于協(xié)議的轉(zhuǎn)譯，并計(jì)劃支持藍(lán)牙、Thread、OpenSync和Matter，以顯著簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互操作性，并支持?jǐn)U展到智能家居、城市、建設(shè)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

結(jié)語(yǔ)

智能家居市場(chǎng)正在快速發(fā)展，智能設(shè)備需要更易于使用，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最佳方式是讓設(shè)備通過(guò)AI和ML技術(shù)自行思考。此外，維護(hù)用戶隱私、防止設(shè)備被劫持和保護(hù)OEMIP所需的安全技術(shù)也相當(dāng)重要。Silicon Labs能夠提供支持多種協(xié)議與安全性的解決方案，將可協(xié)助客戶構(gòu)建出因應(yīng)未來(lái)需求的產(chǎn)品，將您的想象變成現(xiàn)實(shí)，以搶占市場(chǎng)先機(jī)。