完美結(jié)合無線連接、人工智能和安全性的智能家居解決方案

智能家居設(shè)備已經(jīng)深深融入億萬家庭中，成為提升我們居家生活便利性的重要工具，但是早期的智能家居設(shè)備往往只能被動(dòng)地接受用戶設(shè)定的指令來運(yùn)行，顯然這樣的“呆板”無法滿足用戶的智能化需求?，F(xiàn)在隨著人工智能（AI）技術(shù)的發(fā)展，智能家居設(shè)備正變得越來越“聰明”，能夠主動(dòng)適應(yīng)并調(diào)整相關(guān)設(shè)定，以更好地配合用戶的生活習(xí)慣與作息規(guī)律。本文將為您介紹人工智能將如何強(qiáng)化智能家居設(shè)備的功能，以及由芯科科技（Silicon Labs）所推出的解決方案，將如何增強(qiáng)智能家居設(shè)備的功能性與安全性。

人工智能賦予智能家居設(shè)備自主判斷能力

在許多科幻小說作品中，已經(jīng)描繪了未來的智能家居生活方式，而這些敘述也已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)實(shí)。從功能角度來看，智能家居的未來在于提高用戶舒適度、安全性和能源效率。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須更容易地利用智能設(shè)備的功能，通過將需要手動(dòng)控制的被動(dòng)服從設(shè)備，演變?yōu)槟軌蜻m應(yīng)我們生活方式的主動(dòng)智能生態(tài)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）是賦予邊緣智能設(shè)備自主權(quán)所需的主要技術(shù)，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)將把傳統(tǒng)的被動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的生態(tài)系統(tǒng)參與者，通過環(huán)境意識(shí)和決策能力為用戶帶來價(jià)值。

但反過來說，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)在邊緣的使用將增加對安全性的需求。更強(qiáng)的狀態(tài)感知能力，促使人們更加需要通過提高安全性，來保護(hù)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)備免受惡意攻擊。這意味著收集和存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)的設(shè)備，需要防止黑客將智能設(shè)備用于配合自己的目的，來保護(hù)用戶的隱私和安全。此外，還需要提高安全性來保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）不被竊取，因?yàn)樵O(shè)備制造商已經(jīng)在人工智能模型上投入了大量資金，不希望它們的資產(chǎn)被竊取并用于假冒產(chǎn)品。

當(dāng)今的許多智能家居設(shè)備都可以稱為被動(dòng)服從，當(dāng)設(shè)備被設(shè)定與告知該如何執(zhí)行功能時(shí)，它們就會(huì)按照被告知的方式去做。主動(dòng)智能的智能家居可通過觀察和推理來了解家庭的模式和偏好，使用這些數(shù)據(jù)，智能家居可以獨(dú)立做出決策，無需進(jìn)行人工輸入與設(shè)定。智能家居設(shè)備可通過學(xué)習(xí)個(gè)人的生活習(xí)慣與偏好來進(jìn)行判斷與決定，這些決定不需通過手動(dòng)編程，使得在應(yīng)用上更為輕松與便利。 

高級智能家居設(shè)備協(xié)助完成老年護(hù)理

智能家居能夠展現(xiàn)真正價(jià)值的領(lǐng)域之一是高級護(hù)理和監(jiān)控，借助人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，可以更少的人為介入來完成老年護(hù)理，并提供更好的認(rèn)知。許多老年人希望保持自己的自主權(quán)，但他們的成年子女希望定期檢視他們，以確保他們沒有跌倒、受傷或忘記服藥。此時(shí)，可通過放置在房子周圍的傳感器代替攝像頭來跟蹤老年人全天的活動(dòng)。通過學(xué)習(xí)日常行為，智能家居可以監(jiān)控老年人的健康和安全，當(dāng)檢測到異常行為時(shí)，可以向看護(hù)人員發(fā)出警報(bào)。

為了實(shí)現(xiàn)這些功能，必須將智能發(fā)揮到極致。最初，普遍的共識(shí)是人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)將在云端進(jìn)行。然而，為了執(zhí)行更復(fù)雜的功能，設(shè)備需要收集有關(guān)家庭和居住在其中的人的更詳細(xì)信息。此外，家庭中放置的智能設(shè)備數(shù)量正在增加，這些因素共同導(dǎo)致應(yīng)在邊緣處理的數(shù)據(jù)量急劇增加。

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)是復(fù)雜的技術(shù)，必須由許多供應(yīng)商開發(fā)，每家供應(yīng)商都在提供協(xié)助以解決人工智能難題，并增加自己的價(jià)值。因此，芯片制造商能夠提供多少智能設(shè)備元器件便顯得更為重要，能提供的選項(xiàng)越全面，系統(tǒng)的效率就越高，設(shè)備制造商進(jìn)入市場的速度也就越快。 

芯科科技提供完整的智能設(shè)備解決方案

芯科科技是無線連接解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者之一，支持為您的智能設(shè)備配備優(yōu)秀的射頻（RF）性能和能源效率，在保護(hù)您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)免受仿冒和網(wǎng)絡(luò)威脅方面，芯科科技的Secure Vault?可提供先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)安全措施。芯科科技還提供完整的協(xié)議包，包括動(dòng)態(tài)多協(xié)議功能以實(shí)現(xiàn)輕松調(diào)試。此外，芯科科技的Matter解決方案，以及與頂級智能家居生態(tài)系統(tǒng)的軟件開發(fā)工具包（SDK）無縫集成，使您能夠快速推出智能設(shè)備，并通過單個(gè)庫存單位（SKU）覆蓋更大的用戶群。

芯科科技的無線SoC和模塊以其卓越的射頻性能而聞名。面向線路供電設(shè)備的應(yīng)用，BG21低功耗藍(lán)牙SoC可提供高達(dá)+20 dBm的發(fā)射功率（無需加裝前端模塊，F(xiàn)EM）和極高的接收靈敏度，確保您的設(shè)備在家中幾乎任何位置都能可靠連接。對于Wi-Fi 6需求，芯科科技的SiWx915通過SoC（片上系統(tǒng)）、NCP（網(wǎng)絡(luò)協(xié)同處理器）和RCP（無線電協(xié)同處理器）功能，可為高密度環(huán)境提供不間斷的云連接。對于Wi-Fi 4應(yīng)用，芯科科技的WF200（尺寸為4 x 4 mm）可為您提供可靠的RCP解決方案。

針對電池供電和可充電的電器設(shè)備，電源效率對于提供更好的用戶體驗(yàn)而言至關(guān)重要。想要設(shè)計(jì)盡可能節(jié)能的低功耗藍(lán)牙連接，芯科科技的BG27是適合于低功耗藍(lán)牙應(yīng)用的緊湊型、超低功耗、高性能無線解決方案，它將一流的超低功耗無線電與高性能ARM Cortex?-M33、大內(nèi)存、DCDC升壓、庫侖計(jì)數(shù)器、16位ADC集于一身，以增強(qiáng)設(shè)備的功能。BG27集成庫侖計(jì)數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的設(shè)備電池電量跟蹤，從而為用戶提供不間斷的使用體驗(yàn)。BG27的集成式DCDC轉(zhuǎn)換器，可提供0.8V-1.6V或1.71V-3.8V的寬電壓范圍。BG27支持使用單節(jié)堿性電池和紐扣電池，從而縮小了產(chǎn)品尺寸、降低了成本，并可延長電池使用時(shí)間。

對于Wi-Fi應(yīng)用，芯科科技的SiWx917是市場上功耗最低的Wi-Fi 6解決方案，支持SoC、NCP和RCP模式，以及低功耗藍(lán)牙共存的多協(xié)議應(yīng)用。SiWx917 SoC非常適合使用Wi-Fi、藍(lán)牙、Matter和IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)安全云連接的超低功耗物聯(lián)網(wǎng)無線設(shè)備。它非常適合開發(fā)需要長電池壽命的電池供電設(shè)備，SiWx917 SoC包括超低功耗Wi-Fi 6和低功耗藍(lán)牙5.4無線CPU子系統(tǒng)、集成微控制器（MCU）應(yīng)用子系統(tǒng)、安全性、外設(shè)和電源管理子系統(tǒng)，全部集成在單個(gè)7x7 mm QFN封裝中，提供完全集成的解決方案。

當(dāng)您的智能設(shè)備在可用性、功能和差異化方面需要更高級別的智能時(shí)，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)功能可以為您提供所需的優(yōu)勢。芯科科技的MG24多協(xié)議SoC具有內(nèi)置AI/ML硬件加速器，可以六分之一的能耗實(shí)現(xiàn)提升高達(dá)四倍的ML推理速度，這種內(nèi)置功能使您能夠?qū)⒏嘀悄芗傻诫姵毓╇姷脑O(shè)備中。

芯科科技提供EFR32系列SoC和模塊來加速智能設(shè)備的設(shè)計(jì)、開發(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支持，這是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，提供為所有技能水平的開發(fā)人員簡化和優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)所需的工具和功能。

芯科科技為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)提供廣泛的安全平臺(tái)產(chǎn)品組合。例如，EFR32在滿足不同應(yīng)用的特定要求的配置中提供了重要的安全功能。芯科科技還利用領(lǐng)先的安全技術(shù)，包括用于基于Arm Cortex-M架構(gòu)MCU的TrustZone。

安全性是智能家居設(shè)備的必要功能

安全是互聯(lián)家居設(shè)備用戶最關(guān)心的問題之一，芯科科技的Secure Vault?是全球先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)安全解決方案，支持保護(hù)您的設(shè)備免受最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)威脅并獲得用戶的信任。此外，芯科科技提供定制零件制造服務(wù)（CPMS），可為您或您的合同制造商提供具有定制安全功能的SoC，在外包生產(chǎn)期間保護(hù)您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)免受仿冒。

安全證明可防止假冒設(shè)備使用公共設(shè)備ID冒充真實(shí)設(shè)備。Secure Vault技術(shù)用于在芯片上生成基于ECC的獨(dú)特設(shè)備公鑰／私鑰對，私鑰永遠(yuǎn)不會(huì)離開設(shè)備。通過證書使用公鑰，設(shè)備制造商或外部服務(wù)可以隨時(shí)質(zhì)疑設(shè)備，以確認(rèn)運(yùn)行設(shè)備的芯片是真實(shí)的。

Secure Vault的安全啟動(dòng)和安全升級技術(shù)可防止黑客用看似正常運(yùn)行，但允許黑客遠(yuǎn)程控制設(shè)備的劫持代碼替換原始代碼。當(dāng)安全啟動(dòng)與信任根和安全加載程序技術(shù)相結(jié)合創(chuàng)建完整的“信任鏈”時(shí)，設(shè)備制造商可以確保設(shè)備僅運(yùn)行受信任的應(yīng)用程序代碼，并且在執(zhí)行固件升級之前已經(jīng)過身份驗(yàn)證。

Secure Vault的安全密鑰管理可阻止攻擊者從設(shè)備中提取密鑰或內(nèi)容，這是通過根據(jù)設(shè)備獨(dú)有的特性創(chuàng)建物理不可克隆功能（PUF）密鑰來實(shí)現(xiàn)的。所有密鑰均在安全密鑰管理中使用PUF密鑰進(jìn)行加密。此外，PUF密鑰是在啟動(dòng)時(shí)生成的，并且永遠(yuǎn)不會(huì)存儲(chǔ)在閃存中。

Secure Vault的安全調(diào)試可防止黑客利用芯片的調(diào)試端口來控制設(shè)備，設(shè)備制造商仍然可以通過使用加密令牌解鎖端口來訪問設(shè)備故障分析功能。Secure Vault的防篡改技術(shù)可保護(hù)設(shè)備免受篡改攻擊，例如電壓突波、磁干擾和強(qiáng)制溫度調(diào)節(jié)。一旦檢測到篡改企圖，設(shè)備可以采取適當(dāng)?shù)拇胧?，例如立即刪除其所有密鑰。

結(jié)語

智能家居應(yīng)用正在快速發(fā)展，其中推動(dòng)智能設(shè)備的發(fā)展關(guān)鍵因素在于易于使用，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最佳方法，便是讓設(shè)備通過人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行自我思考。但在增進(jìn)智能家居設(shè)備便利性的同時(shí)，還需要關(guān)注維護(hù)用戶隱私、防止設(shè)備被劫持，以及保護(hù)設(shè)備制造商的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這些要求所需的安全技術(shù)目前已經(jīng)到位。通過與芯科科技共同合作，將可加速您打造未來所需的智能家居設(shè)備，現(xiàn)在就來開始行動(dòng)，將想象變成現(xiàn)實(shí)。