Silicon Labs解析Thread在智能家居和建筑设计的领先优势

Thread具有将互联网协议（IP）无缝地引入智能家居和智能建筑环境中，并实现低功耗网状网络设备的潜力。使用IP支持物联网（IoT）设备的能力意味着开发人员可以在受限的网格设备上运行成熟的互联网应用程序。这在安全环境中非常有用。

Thread网状网络特性简介

Thread是基于IP的标准，可以为智能家居监控摄像头和门锁等提供无线链接，其安全解决方案与工程师使用和信任的DTLS和UD等信用卡交易相同。实现Thread可通过OpenThread开源平台，这意味着当设计工程师使用Thread时，他们会得到一个由开发人员组成的社区的力量，共同完善软件堆栈。

考虑到物联网网络的庞大规模，我们需要已经信任的安全解决方案。由于Thread是基于IP的，因此要直接连接到Internet，不需要在Thread网络和Internet之间进行翻译或映射网关。这简化了Thread网络结构，使开发人员更易于管理。

无缝互联网连接还为Thread网络添加了另一个有价值的安全特性：端到端加密。数据在一个智能设备上被加密，然后穿过Thread网络，并越过网络到达互联网的主干，直到它到达云服务器，同时全程被加密。这为物联网消费者提供了隐私和安全优势，因为数据在家里打包，且只有在云数据中心才能解包。

Thread以网络细节为导向，并将所有应用层抽象为IP流量。因此，Thread开发人员可以构建或使用他们喜欢的任何应用程序，在不必担心网络细节的情况下保持相当大的自由度。物联网的应用层就像人类的语言，网络就相当于大脑。OpenThread为不同甚至并发的应用程序（语言）设置了一个可靠的平台（大脑）。

Thread被认为是一个非常聪明的多语言朋友。通过使用Thread，开发人员可以在任何时候修改他们的应用程序，甚至可以在Thread上运行多个应用程序，使其适合物联网应用程序层的聚合。因为这样的激励机制和与基于IP的DSL和Wi-Fi等通信标准的兼容性，智能家庭和智能建筑领域也在采用Thread。

OpenThread的无线电实现

Thread基于IEEE 802.15.4低功耗，自我修复的网状协议。从硬件的角度来看，SILICON LABS（亦称“芯科科技”）可以为Thread终端节点提供可靠，低成本，小批量和高能效的SoC。半导体供应商正在OpenThread中维护其SoC驱动程序，从软件的角度来看，这是Thread的开源实现。Thread的成长和发展，加上社区的力量，可以减少专利使用费，许可成本和总体设计工作量。

考虑到每个人都认为灯是理所当然的，在打开或关闭灯时出现错误是不能容忍的。Thread可以通过将无单故障点方案引入IEEE 802.15.4自愈网格来解决此问题。Thread网络可以将可靠性提升到下一个级别，这意味着消费者不必担心他们的灯无法使用Thread网络打开/关闭。

Thread Group还将Thread升级为Thread 1.2，集成了多个扩展和功能，同时显着改善了Thread 1.2与智能建筑的兼容性。如果更容易安装Thread网络，则可以启用多播，从而增加Thread 1.2中可能的节点数。

Thread通过整合其他技术来扩展其业务范围。例如，使用蓝牙设备，Thread1.2可以启用调试和配置。用户可以使用手机上的蓝牙来首次调试新的Thread设备进入网络。这使Thread成为将蓝牙设备连接到Internet的粘合剂。未来的智能建筑可能会将Thread作为低功耗设备的基本IP层，同时利用蓝牙的普遍性和实时定位服务等功能。

兼容多协议协同工作

智能家居和智能建筑领域配备了Wi-Fi、蓝牙和Zigbee等网络协议。这些协议中的每一个都提供了一个优点，使其适合于特定的解决方案或设备。Wi-Fi是家庭和商业环境中的通用无线连接协议，提供可靠和快速的射频通信。另一方面，蓝牙和Zigbee只能为有限的资源、电池供电的设备（如智能恒温器和智能灯）提供可靠的射频通信。

在智能家庭协议频谱的一端，是具有普遍性、可靠性和安全性的Wi-Fi。Wi-Fi可以立即将节点连接到互联网上，因为它是基于IP的。所以，任何Wi-Fi交易都可以端到端的完全加密。然而，Wi-Fi对资源和电力的需求非常大，限制了它在家中受限的网状设备上的应用。Thread可以被认为是Wi-Fi的一种替代方案，其重点是为受限的网状设备提供低功耗。它将许多Wi-Fi功能，安全、可靠和无缝互联网，扩展到可在IEEE 802.15.4无线电上运行的低功耗节点。

在频谱的另一端有一系列低功耗无线mesh协议，如蓝牙mesh、Zigbee和Z-Wave。这个团队可以为您的网络节省难以置信的电力。但是，它们都不是基于IP的。它们的节点需要特殊的网关才能连接到Internet。网关使实施设备到云的加密变得复杂。转换器剥夺了端到端加密功能，这增加了安全风险，并使生活变得有些复杂，尤其是对于已经不堪重负的IoT消费者而言。Thread填补了这一空白。

Thread利用IP设计的灵活性完成了低功耗的网状网络协议系列。你能想象你如何使用Wi-Fi来操作打印机，发送电子邮件，以及做许多其他的事情吗?Thread，另一方面，允许多个应用程序运行，从而帮助数字助理开关灯和控制门锁。

OpenThread和IoT加速融合

从消费者的角度来看，购买一个新的物联网设备却发现它不能与现有系统协同工作，这可能是痛苦和令人沮丧的。为了避免这种情况，进而显著改善物联网消费者体验，业界一直在寻求一个统一的物联网平台。此外，物联网开发人员和供应商一致认为，物联网平台的统一将简化开发周期，并实现更多的互操作性和兼容性。同样重要的是，要避免将平台的统一与适合所有协议的解决方案混淆。

平台的统一是为了协调不同的协议，并利用它们在解决物联网领域的不同问题方面的真正潜力。另一方面，不可能建立一个适合物联网领域每个用例的协议。协议的多样性源于工程师正在解决的各种问题。因此，亚马逊，苹果，谷歌和Zigbee联盟共同推动了推动IP互联家庭项目的工作组的成立。Zigbee联盟的成员IKEA，Legrand，NXP Semiconductors，Resideo，三星SmartThings，Schneider Electric，Signify（以前是飞利浦照明），Silicon Labs，Somfy和Wulian也加入了工作组并为该项目做出贡献。

IP互联家庭项目的目标是简化制造商的开发并提高消费者的兼容性。该项目基于共同的信念，即智能家居设备应该安全，可靠并且可以无缝使用。通过建立在IP基础上，该项目旨在实现智能家居设备、移动应用程序和云服务之间的通信，并为设备认证定义一套特定的基于IP的网络技术。第一个规范版本的目标将是针对低功耗蓝牙（BLE）的Wi-Fi，Thread和IP实现。

对于那些希望通过IP连接家庭项目启动开发周期的热心开发者来说，一个名为“如何使用project CHIP构建一个门锁”的演示可以作为一个信息资源。

Thread在IP-BLiS

BACnet International、KNX Association、OCF、Thread Group和Zigbee联盟正在共同努力，以更好地使商业建筑与用户的连接需求保持一致，并改善智能建筑产品的集成。

 它们共同推动了一种基于IP的安全多标准基础设施，作为构建自动化的支柱，以取代效率低下、仍然广泛使用的竖井解决方案。为此，应协调领先技术标准的运行，减少智能建筑连接的碎片化，并促进对共存解决方案的广泛接受。

 接下来，Thread 1.2提供了一些扩展和改进，使其无缝地适合于构建自动化应用程序。Thread 1.2及其商业扩展对调试过程、能够连接到网络上的设备数量以及这些网络的配置和管理方式进行了一些重要的改进。

OpenThread的应用现况与发展

虽然有很多使用Thread的用例和成功案例，但它仍处于市场采用的早期阶段。然而，Thread是一种可以预见未来的技术，所以现在采用它的开发人员应该会感到安全。 

作为物联网开发者，我们应该记住，在开发酷炫的技术时，我们应该首先满足消费者的价值观。Thread为物联网网络带来了IP，这简化了开发并改善了用户体验。

Thread还能在低功耗设备网络中实现前所未有的安全性和收敛性。Thread的开源实现OpenThread利用了社区的支持来保证无障碍的开发人员体验。 IP已经将互联网粘合在一起了数十年，现在是时候使具有IP的物联网网络释放可扩展性和安全性的新视野了。凭借其基于IP的基础，OpenThread可以运行成熟且经过测试的应用程序