Silicon Labs对智能家居现况解析及未来发展预测

随着5G、物联网、人工智能等相关技术的发展，智能家居不断获得新的发展机遇。目前智能家居依然处在行业发展的初期，发展前景和市场空间均非常广阔。

有数据显示，2017年中国智能家居市场规模已达到3254.7亿元，预计未来三年市场将保持21.4%的年复合增长率，2020年市场规模将达到5819.3亿元。

目前智能家居市场格局未定，面对这片新蓝海，各大厂商正积极布局，以抢占先机，为未来占据市场高点奠定基础。

SILICON LABS智能家居解决方案的产品营销经理Johan Pedersen先生针对市场及技术演进的观察，以Q＆A问答的形式提供行业人士更多有关智能家居未来发展的想法。

Q1. 从产品形态看，智能家居可以看成三个阶段，单品智能化、单品之间联动、系统实现智能化，您认为目前智能家居正处于哪个发展阶段？

Johan Pedersen：智能家居已经从一种设备业务转变为一个全面的消费者解决方案生态系统。仅仅通过遥控器开灯是不够的；消费者希望他们能通过其他触发控制器来打开或关闭灯具。例如，当一个家庭坐下来一起看电影时，轻触按钮或语音命令就可以关闭起居室的窗帘、调低照明亮度并打开电视以创建“电影之夜”的场景。

随着为设备和网关制造商提供的无线技术不断发展，带来了更好的安全性、更小的外形、更好的无线覆盖范围、更长的电池寿命和更强的处理能力，同时也创造了机会去打造更复杂和更普及的智能家居产品，使其超越“聪明”而进入了“智能化”的领域。这种全新品类的智能家居的复杂和精妙将意味着需要一系列新型设备，它们现在已经能够为消费者带来更多好处。

Q2. 在智能家居行业价值链中，Silicon Labs定位为何？

Johan Pedersen：凭借我们丰富的经验，Silicon Labs为智能家居市场增添了巨大价值；过去15年来，我们已经和推动智能家居市场增长的大多数主要品牌开展了合作。Silicon Labs通过打造可扩展平台方法来提供的物联网连接，使客户能够为其智能家居产品和应用需求选择最佳无线解决方案，同时充分利用世界一流的硬件、软件栈和开发工具来实现这些无线协议。

我们支持广泛的无线协议，包括Zigbee、Z-Wave、Thread、蓝牙Mesh、低功耗蓝牙、Wi-Fi和专有协议。我们专注于解决方案而不仅仅是芯片与大规模网状网络、应用测试以及全球服务体系和全球支持相结合，帮助产品制造商利用我们的技术，通过强大的产品更快地进入市场。

Q3. Silicon Labs针对智能家居应用推出哪些解决方案？

Johan Pedersen：Silicon Labs已成为各种行业标准组织的基础成员，这些机构是全新智能家居环境的支柱，他们引领了各种推动您家庭中的连接更加简单、安全和互联互通项目的开发。基于Silicon Labs的Z-Wave S2技术而已经完成的工作提高了智能家居设备安全性，为其他智能家居标准设定了很高的指标。蓝牙Mesh和Zigbee的大规模网络测试也体现了Silicon Labs对质量保障和高可靠连接的承诺。

Silicon Labs在降低智能家居产品开发工作复杂性方面一直处于市场领先地位。Silicon Labs提供的独到开发工具在整个协议组合中实现了流程的标准化，并通过简化能耗分析、配置和无线网络优化等方面的大量工作来加快产品上市时间，从而使设备开发人员能够将更多时间花在产品的差异化上。

Q4. 您认为目前智能家居市场尚未爆发的原因是什么？

Johan Pedersen：智能家居市场增长缓慢是由一些重要问题导致的：易用性，安全问题以及智能家居生态系统可以提供的实用性、安全方面以及有关智能家居生态系统可带来的好处等市场教育。然而，消费者正在采用智能家居技术，并从其带来的增强便利性、安全性和舒适性中受益。随着家庭网络中连接设备数量的增加，智能家居正变得更加智能。他们不再受短距离和功耗大小的限制，设备可以智能地适应不断变化的条件。

积极正面的用户体验是智能家居市场发展的关键。在过去几年中获得了发展动力的语音界面是使智能家居设备控制变得更加轻松的方式之一，随着家庭中开始纳入更多的情境感知、带有机器学习功能的产品，这些障碍将更快的消失。Z-Wave SmartStart调试运行系统是Silicon Labs进一步简化终端用户工作的独特方式之一，它使设备能够通过简单地扫描二维码而借由预设的调试运行机制加入到网络中。Silicon Labs在不断地创新，安全性、互联互通、易用性、可靠连接性、无线覆盖范围和电池续航时间都是创新的一部分。

Q5. 如何解决分散的智能家居市场和信息储存的问题？

Johan Pedersen：Silicon Labs在应对互联互通相关挑战方面亦有独到之处。我们相信互联互通是智能家居市场成功的关键。作为无线物联网连接解决方案的领先提供商，Silicon Labs以两种方式关注到该问题。促进我们的组合中每种协议之间的互联互通是我们正在采取的一种方法。在这种方法中，我们力助推动统一的物联网技术标准。Silicon Labs与领先的无线标准组织合作，如Zigbee Alliance、Thread Group、Z-Wave Alliance、Bluetooth SIG和Wi-Fi Alliance，我们致力于推动整个行业从互联互通、安全性和标准化中获得的优势。

对于Z-Wave，互联互通是基础，它由严格的认证计划控制；该计划要求极高的互联互通标准，以确保生态系统中设备的向后兼容性和面向未来亦不过时。Zigbee的互联互通正在通过全面的“Works With”计划推动，该计划几乎涵盖了市场上的所有产品类型。对于蓝牙Mesh，Silicon Labs正在与Bluetooth SIG密切合作，以扩展不同的智能家居设备类型和类别定义。

在我们的第二种互联互通性方法中，Silicon Labs已经开发了一种通过“多协议”无线解决方案来组合不同通信协议的路线图。我们相信每种无线技术都在智能家居市场中占有一席之地，且大多数家庭环境都需要多种协议来涵盖所有的应用场景。出于这个原因，Silicon Labs率先推出了我们的多协议连接解决方案，以支持Zigbee和蓝牙以及其他协议选项的动态多协议连接。

蓝牙和Zigbee均运行在2.4 GHz频段。每种协议都有其自己对于延迟和带宽的不同要求，有效的通信调度是能够成功利用动态多协议连接的关键因素。取决于具体的应用，分配给每种协议的时间可能会有所不同，需要一个可配置的连接时隙。系统测试也是必要的，以确保可以满足应用程序时序要求。通过使用一款多协议SoC进行设计，无线子系统材料清单（BOM）可以减少高达40％，并且可以简化印刷电路板（PCB）设计，无需解决多个射频电路之间可能的干扰。

Q6. 随着5G、AI、物联网、云计算和边缘计算等新兴技术的发展，这些技术为智能家居行业提供了哪些新的技术支持和发展机遇？

Johan Pedersen：边缘计算和云计算是下一代智能家居设备非常重要的技术，可以驱动真正智能的“场景感知”智能家居。Silicon Labs的无线连接解决方案使智能家居设备能够在边缘节点上收集数据，并将数据传输到本地网关或云端，从而可以进行更复杂的处理和分析。

由于当今市场上许多智能设备相对简单的功能和对其的期望，许多功能性智能实际上并不驻留在设备上。在典型的传统部署中，传感器观察诸如运动、光线和湿度等变量，并将它们报告给网关设备并等待进一步的指令。通常，网关连接到远程云环境，该环境分析状态并发出相关指令。虽然这种架构已经证明了其在市场上的商业可行性，但它缺乏场景感知应用所需的即时性和灵活性。

人工智能（AI）和机器学习是新兴的技术领域，可以在将数据传输到云端之前在边缘实现更复杂的数据分析和压缩，从而在这些场景感知端节点中减少延迟并提高隐私性和安全性。

Q7. 智能家居应用的安全现状如何？如何更好地解决智能家居的安全风险问题？

Johan Pedersen：安全是Silicon Labs的第一要务。无论是通过家庭网络还是局域网（LAN）从互联网或广域网（WAN）提供远程访问或保护智能家居个人网络（PAN）节点之间的通信，都需要考虑许多挑战。其中包括安全攻击威胁、可用的加密计算能力、可用的网络带宽、可用的代码空间、防火墙策略和高效率电池运行等。

Silicon Labs的Z-Wave S2安全技术已经成为使用椭圆曲线Diffie-Hillman加密（ECDH加密）和非对称（a-symmetric）密钥交换的智能家居方案的黄金标准。S2安全性仅需要嵌入式设备中很小的代码占用空间，从而为设备特性和功能留下足够的空间。S2为IP域补充了类似的优化机制，支持Z-Wave服务以安全的端到端方式运行。我们正在推进这种安全解决方案的稳健性，并鼓励其他标准组织效仿。

Q8. 中国和国外智能家居行业的发展现状和未来趋势是什么？

Johan Pedersen：中国是一个以智能手机为中心的市场，因此蓝牙Mesh协议可提供直接通过手机去实现智能家居网络控制的能力，因而预计该协议将在中国市场出现大幅增长。在全球范围内，智能扬声器或语音助手在家中的引入加速了用户对智能家居产品的兴趣，因此在购买了智能扬声器之后通常会将更多设备引入家庭。