2021年4月份，住房和城鄉建設部會同中央網信辦、教育部、科技部、工業和信息化部等16部門聯合印發了《關于加快發展數字家庭提高居住品質的指導意見》，政策的利好將數字生活、智能家居產業熱度推向空前的沸點，智能燈控、掃地機器人、智能電器等智能設備正走進千家萬戶，讓居家生活更加舒適、安全、方便和高效。

高漲的市場情緒給智能家居設備帶來了巨大的增長機遇，根據權威機構IDC發布的《中國智能家居設備市場季度跟蹤報告》，2021年中國智能家居設備出貨量達到2.3億臺，預計到2025年將達到5.4億臺，期間年復合增長率高達21.4%。


云平臺+設備直連，多直連方案解決“物聯痛點”

當前，智能家居已經發展成為硬件+軟件系統+云平臺的完整生態鏈，并且各環節都有眾多廠商參與。在硬件環節，除了設備整機廠，還吸引了無線芯片、傳感芯片、觸控芯片和定位芯片等廠商；在軟件系統方面，除了傳統互聯網大廠，也吸引了眾多初創企業；在云平臺方面，亞馬遜、騰訊、阿里云等傳統云服務廠商都有布局。

云平臺在智能家居發展初期被定義為物聯網中間件，而后為了消除終端市場碎片化，逐漸強化為云平臺概念。然而，根據源數據分享平臺Statista此前的調研數據，有38%受訪者仍對智能家居配網難表示擔憂。智能家居是物聯網的重要垂直分支，在設備爆發的過程中卻出現了物聯網的本質問題——設備聯網和互聯痛點，這也是造成智能家居碎片化的一個重要原因。

而在“物聯”痛點背后是傳統物聯網發展遇到的幾個尖銳問題，包括由于架構僵化無法應對爆發的設備增長；通信不兼容導致一個智能家居場景下擁有多個服務體系；由于供應商、制造商、平臺方等設置重重障礙無法完成多主體協同等。

為了解決這些突出的產業難題，智能家居行業發展又迎來一大顯著變化，設備廠商為了讓智能家居設備更容易融入系統，強化了直連概念——設備通過直接聯網就可以訪問智能家居應用，增加了設備的易用性和可連接特性。

以亞馬遜的設備為例，該公司為了提升設備直連入網的便捷性，提倡FFS（Frustration-Free Setup）配網，包括零觸摸設置（ZTS）、條形碼設置（BCS）和用戶指導設置（UGS）三種方式，以此來簡化配網的流程并提高成功率。


從下圖能夠看出，在一個完整的智能家居系統中，作為系統樞紐的云平臺和多直連設備在發展過程中相互配合的。同時，支持多種通信協議的SoC是整個系統的核心硬件。目前，基于SIG-Mesh組網技術，奉加微的芯片和技術已經支持阿里云IoT/天貓精靈、小米IoT、涂鴉智能、騰訊連連和亞馬遜Alexa，幫助各云平臺完成與下游設備的直連連接。


我們看一下實際的案例，下圖是奉加微電子通過自主知識產權的通信協議棧和PHY62系列通信芯片為涂鴉智能實現基于Bluetooth Mesh的BSS應用。目前該應用方案已經支持于AWS、Azure和騰訊云三大公有云平臺，在此案例中選取了AWS。

在該方案中，設備直連的特性體現在兩個方面。其一是設備通過Bluetooth Mesh快速連接到藍牙音響上，并借助藍牙音響和云服務實現了互聯；其二是設備通過Bluetooth和智能手機等家庭常用終端進行互聯，可以互相通信。也就是說，兩種方式都可以對智能家居場景中的智能照明、智能門鎖、智能電器、智能窗簾等應用進行操控。

奉加微PHY62系列芯片集成32位高性能低功耗處理器，支持BLE 5.2功能和IEEE 802.15.4通信協議，并通過BLE5.2、SIG-Mesh和Zigbee兼容平臺認證。PHY62系列芯片擁有豐富的片上資源，包括64K retention SRAM、可選128KB-8MB Flash、96KB ROM以及256bit efuse。此外，PHY62系列芯片具備低功耗產品特性，其接收模式峰值功耗僅為4mA，發射模式功峰值耗僅為4.6mA，可以保證在常規200mAh的紐扣電池供電狀態下持續工作5年以上。

同時，該方案也展示了奉加微PHY62系列芯片在射頻方面的領先性能。PHY6222芯片發射機最大發射功率達到10dBm；BLE 1Mbps速率下接收機靈敏度達到-99dBm，鏈路射頻預算109dB@1Mbps；IEEE 802.15.4 250Kbps速率下接收靈敏度-103dBm。

此外，得益于奉加微電子的多連接Mesh SDK，單一設備可以支持多個平臺同時連接，同時互操作，實現不同平臺控制的共存。

從實際效果來看，借助奉加微PHY6222芯片，智能家居系統方案完成了從傳統單體設備智能化到系統互聯、互動智能化的大升級。

多模通信方案賦能“無感智連”

一直以來，在智能家居領域，任何連接方式都不是唯一的直連網絡可選項，關于WiFi、藍牙和Zigbee的討論一直都在進行。

相較而言，WiFi傳輸速率更高，但使用成本也相對更貴，雖然WiFi的通信距離相對較遠，不過穩定性很差，且功耗比較高，WiFi在Mesh組網相關的應用不如藍牙。

藍牙是目前性價比最高的智能家居直連網絡，且有較為明顯的低功耗和連接安全性優勢，Mesh組網技術成熟，網狀網絡連接穩定性強。

Zigbee采用動態、自主的路由協議，基于AODV的路由技術，具有抗干擾能力強、安全性高、可擴展性強、延遲低等特點。

綜合來看，目前的智能家居領域通信協議的發展趨勢必然是多協議共存，因此多直連、多模通信將是相關方案的核心競爭力。奉加微致力于研發世界一流的低功耗無線芯片技術與自主知識產權的通信協議棧，倡導BLE+Zigbee互補共存。基于“多主多從的多連接技術”，奉加微推出多直連解決方案，即通過”Mesh組網+BLE直連+Zigbee“三種方式實現對智能設備的多主機控制，并且奉加微的方案支持主從切換、一主多從、一從多主等多元化設置，幫助開發者實現上述提到的多主體協同問題。

在實際應用中，PHY62系列芯片通過芯片物理層切換掃描BLE、Zigbee、2.4GHz等多種通信協議的頻段，將獲得的數據做軟件切換，完成不同通信協議設備之間的相互通信，使能物聯網應用場景下的BLE+Zigbee多協議共存，實現真正的“無感智連”。

Matter能否成為物聯網通信方案的終極答案？

面向未來，從業者還是希望智能家居能夠實現在通信協議層面的大一統，至少有一種方式將它們融合起來，實現真正的無感網絡，在這方面Matter協議被寄予厚望。

Matter通過整合Thread、Wi-Fi、藍牙等通信協議，打造基于IP的標準化連接協議。Matter的運營組織是連接標準聯盟（Connectivity Standards Alliance，CSA），前身是Zigbee聯盟。

目前，亞馬遜和蘋果的HomeKit均宣布支持Matter協議。在我們上述提到的亞馬遜的FFS配網方案中，現在專門增加了Matter無感配網(FFS?for?Matter)，亞馬遜在Alexa?live上宣布，FFS技術在未來也將會支持Matter設備。據悉，蘋果將Matter協議視為HomeKit追趕亞馬遜和谷歌智能家居的捷徑，后續智能家居產品只要遵循matter協議，就可以通過蘋果的“家庭”APP進行控制，這無疑幫助蘋果做大了智能家居生態。

無論是亞馬遜的FFS技術，以及奉加微推行的多直連解決方案，方案的亮點都是以更包容的姿態完成對當前主流通信協議的支持，進而打破智能家居產業現階段的品牌壁壘和協議壁壘，提升消費者的使用體驗。Matter協議在以太網、Wi-Fi、藍牙和Thread等技術之上的應用層運行，有潛力成為一個大一統的標準，實現跨系統、跨平臺進行連接、控制、數據共享。

當然，對于Matter協議的支持同樣在奉加微自主知識產權的多協議棧支持中。



完整的Matter規范和SDK預計將于今年秋季發布，奉加微一直以來都在關注該協議的進展，有望幫助該公司進一步解決智能家居領域的碎片化問題。

寫在最后

我們都知道，智能家居和其他類型的物聯網應用類似，都需要具備規模效應，這樣才能吸引更多的技術創新和模式創新，而在智能家居設備出貨量攀升的過程中，奉加微的無線芯片也已經形成億顆級別的出貨，得到了市場的廣泛認可。

當然，智能家居的規模效應不單單是在設備總量上，在一個家居場景下的設備形成規模效應也極為重要，才能夠讓消費者更深刻地感受到智能網聯生活的魅力。奉加微PHY62系列芯片和多直連解決方案一起打消了設備間最后的連接壁壘，讓每一個設備都能無感直連，為消費者的家居生活帶來無限樂趣。

并且，奉加微PHY62系列芯片出色的無線功能不僅是賦能智能家居，在智能穿戴設備、智能照明、智能電表、自拍器、防丟器、遙控器、手機外設、電子價簽、藍牙信標、醫療健康、智能樓宇、智慧工業等領域同樣有重要的應用。