【设计宝库】针对IoT无线设备开发的四大挑战提供解决方案

开发无线设备并非易事，但Silicon Labs（亦称“芯科科技”）可以随时为您提供帮助。物联网无线设备不仅需要通过出色的RF 性能、无缝连接和较长的电池寿命来提供理想的用户体验，还必须为不断演变的安全威胁做好万全准备。将这些功能合并到单一设计中是工程师正在面临的苛刻挑战。Silicon Labs提供了集成的硬件和软件平台以及开发工具来帮助您实现安全、智能的无线连接产品并快速进入市场。 以下将分析物联网工程师投入开发无线设备的四大关键挑战：安全、互操作性、可靠性和稳健性，扩展性，并指出对应的解决方法和应用产品。
挑战之一：安全

当设备联网时，黑客攻击、安全攻击和非法利用会对用户构成严重威胁。您必须确保用户在整个产品生命周期中能够信任您的物联网设备，同时应对千变万化的安全漏洞。随着黑客攻击的兴起，以及公众对黑客和勒索软件的了解，物联网解决方案必须提供从芯片到云的全方位保护。安全不存在于某个时间点中，而是贯穿于解决方案的整个生命周期，因此您必须在硬件、软件、网络和云中提供底层安全平台，并能够在现场提供更新并为解决方案打补丁。 Silicon Labs解决方案－我们很荣幸能够成为首批获得 PSA Certified Level 3（PSA 3级认证，物联网硬件和软件安全保护最高等级）的芯片品牌，这是因为我们拥有开创性的物联网安全套件：Secure Vault。该技术通过Secure Boot、DPA 对策、真随机数发生器(TRNG)、高级加密等关键安全功能自始至终保护设备。我们还为每个特定用例提供多种安全级别。访问我们的安全产品页面以了解更多信息：https://www.silabs.com/security/secure-vault
挑战之二：互操作性

当用户购买互联设备时，他们希望将其与环境中的其他物联网设备相连接。这便为设备制造商带来了挑战，那就是在设计产品时，有多种物联网协议和生态系统可供选择。您不知道用户会将设备带入哪个生态系统，或者用户希望将设备连接到哪种型号和版本的终端设备。此外，由于技术标准和规格不断发生变化，因此您必须确保您的产品能够升级，以免成为无法连接到较新设备的过时设备。您必须创建一个灵活的终端产品，以便与其他任何产品（甚至包括尚未定义的标准）进行连接和通信。
 

Silicon Labs解决方案－作为众多流行协议标准（包括Zigbee、Thread、Wi-Fi、蓝牙、Z-Wave和Matter）的推动者和前沿品牌，无论现有标准如何发展或出现什么样的新标准，我们都能够满足工程师的设计需求。为了确保我们的设备能够与其他互连设备无缝协作，我们对多种常见的移动设备和网关执行了广泛的互操作性测试。我们还为Zigbee等协议提供经认证的示例和测试环境，以确保您的产品可以连接到任何其他Zigbee设备。了解有关我们如何提高物联网无线设备互操作性的更多信息：

• 蓝牙：
  https://cn.silabs.com/wireless/bluetooth
• Zigbee: 
  https://cn.silabs.com/wireless/zigbee
• Z-Wave: 
  https://cn.silabs.com/wireless/z-wave

 挑战之三：可靠性和稳健性

无线设备必须能够在多种环境中运行，包括噪音较大的工厂到墙壁较厚的建筑物，再到拥有多个其他互连设备的家庭中。除环境外，如果设备需要网状网络连接，则终端设备需要能够适应向下的节点、安装的新节点，或与某些节点进行点状连接。如果无线网络发生故障，设备必须能使用出色的硬件和软件组合来保持可靠性。这需要能够处理这些情况的强大协议、传输介质和软件协议栈。
 Silicon Labs解决方案－凭借行业前沿的RF性能（具备+20 dbm的传输功率、多协议和出色的灵敏度），我们的产品可确保正在传输的设备数据和连接的稳定性，无论其障碍物、距离或噪声如何。作为协议栈开发领域的前沿品牌，我们内部生产的协议栈经过了多项测试，并能够持续改进，确保它们能够处理多种情况。此外，虽然第三方协议栈无法利用单个硬件，但我们通过集成的硬件和软件平台能够将性能推向极致。了解我们如何在整个开发生命周期（从设计到报废）中为您提供支持：https://cn.silabs.com/products/longevity-commitment
挑战之四：扩展性  

开发物联网设备时，您需要考虑终端用户的各种用例。您需要一个能够扩展并能快速应用于不同终端用例和不同环境的解决方案。例如，一些用户希望他们的设备与Amazon Alexa、Phillips Hue、Google Assist 等配合使用。此外，用户的需求会随着时间而改变，因此您必须足够灵活以适应变化，无论是新协议、标准、另一种类型的终端节点还是更多的终端节点。由于这些需求通常变化迅速，因此您必须能够快速开发新产品，并尽快将其推向市场，避免“纸上谈兵”。
 Silicon Labs解决方案－借助我们的平台设计方法和技术，能够让互联设备与多个生态系统和协议协同工作，这意味着您能够以有限的设计迭代进行扩展。此外，我们提供易用的全套硬件、软件和工具，帮助您更快地进入市场。我们的无线设备还具有高度集成的系统，借助我们的集成DC-DC转换器、高效微控制器(MCU) 内核和强大的无线电功能，使单一芯片可以做更多的工作，从而减少对外部组件和外部集成电路(IC) 的需求。最终，这能够降低整体系统成本，使芯片能够利用单一设备执行每个系统的不同需求。