智能家居設(shè)備已經(jīng)深深融入億萬(wàn)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(lái)運(yùn)行，顯然這樣的“呆板”無(wú)法滿足用戶的智能化需求。現(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(lái)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(shuō)作品中，已經(jīng)描繪了未來(lái)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(lái)看，智能家居的未來(lái)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(guò)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(lái)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(guò)環(huán)境意識(shí)和決策能力為用戶帶來(lái)價(jià)值。

但反過(guò)來(lái)說(shuō)，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)在邊緣的使用將增加對(duì)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(guò)提高安全性，來(lái)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(lái)保護(hù)用戶的隱私和安全。此外，還需要提高安全性來(lái)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(guò)觀察和推理來(lái)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(wú)需進(jìn)行人工輸入與設(shè)定。智能家居設(shè)備可通過(guò)學(xué)習(xí)個(gè)人的生活習(xí)慣與偏好來(lái)進(jìn)行判斷與決定，這些決定不需通過(guò)手動(dòng)編程，使得在應(yīng)用上更為輕松與便利。

高級(jí)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(jí)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(lái)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(méi)有跌倒、受傷或忘記服藥。此時(shí)，可通過(guò)放置在房子周?chē)?a target="_blank">傳感器代替攝像頭來(lái)跟蹤老年人全天的活動(dòng)。通過(guò)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(cè)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(kāi)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(chǎng)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(wú)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SecureVault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(jí)智能家居生態(tài)系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)工具包（SDK）無(wú)縫集成，使您能夠快速推出智能設(shè)備，并通過(guò)單個(gè)庫(kù)存單位（SKU）覆蓋更大的用戶群。

芯科科技的無(wú)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(wú)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(duì)于Wi-Fi6需求，芯科科技的SiWx915通過(guò)SoC（片上系統(tǒng)）、NCP（網(wǎng)絡(luò)協(xié)同處理器）和RCP（無(wú)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(duì)于Wi-Fi4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(duì)電池供電和可充電的電器設(shè)備，電源效率對(duì)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(wú)線解決方案，它將一流的超低功耗無(wú)線電與高性能ARM Cortex-M33、大內(nèi)存、DCDC升壓、庫(kù)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(kù)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(zhǎng)電池使用時(shí)間。

對(duì)于Wi-Fi應(yīng)用，芯科科技的SiWx917是市場(chǎng)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。SiWx917SoC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(wú)線設(shè)備。它非常適合開(kāi)發(fā)需要長(zhǎng)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(wú)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)7x7mm 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(jí)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(shì)。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(lái)加速智能設(shè)備的設(shè)計(jì)、開(kāi)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(kāi)發(fā)環(huán)境，提供為所有技能水平的開(kāi)發(fā)人員簡(jiǎn)化和優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)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(wèn)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(duì)，私鑰永遠(yuǎn)不會(huì)離開(kāi)設(shè)備。通過(guò)證書(shū)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。

SecureVault的安全啟動(dòng)和安全升級(jí)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(jí)之前已經(jīng)過(guò)身份驗(yàn)證。

SecureVault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(guò)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(lái)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。

SecureVault的安全調(diào)試可防止黑客利用芯片的調(diào)試端口來(lái)控制設(shè)備，設(shè)備制造商仍然可以通過(guò)使用加密令牌解鎖端口來(lái)訪問(wèn)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(cè)到篡改企圖，設(shè)備可以采取適當(dāng)?shù)拇胧缌⒓磩h除其所有密鑰。

結(jié)語(yǔ)

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(guò)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(guò)與芯科科技共同合作，將可加速您打造未來(lái)所需的智能家居設(shè)備，現(xiàn)在就來(lái)開(kāi)始行動(dòng)，將想象變成現(xiàn)實(shí)。

審核編輯：劉清