Portare Maggiore Intelligenza ai Dispositivi IoT con Amazon Sidewalk e Reti Wireless Matter

Una rete wireless condivisa che estende il raggio di connettività dei dispositivi IoT

Per rendere il nostro mondo più intelligente, sicuro e connesso, Amazon Sidewalk introduce un concetto innovativo sfruttando i dispositivi Amazon Echo e Ring esistenti come ponti per creare una rete a livello di quartiere. Questa rete non solo rivoluziona la connettività IoT estendendo il raggio d'azione dei dispositivi, ma colma anche il divario tra case e quartieri.

Amazon Sidewalk è una rete wireless condivisa che consente ai dispositivi compatibili di comunicare tra loro attraverso una rete condivisa. Utilizza dispositivi Amazon Sidewalk Bridge (come i dispositivi compatibili Amazon Echo e Ring) per abilitare la comunicazione tra i dispositivi all'interno della rete. Questa rete va oltre le singole abitazioni, collegando i dispositivi su un'area più ampia. Amazon Sidewalk offre una connettività affidabile a basso consumo di banda e a lunga distanza sia per dispositivi IoT domestici che per quelli esterni, come l'illuminazione esterna, i sensori di movimento e i tracker basati sulla posizione. Amazon Sidewalk supporta diversi protocolli di comunicazione, tra cui Bluetooth Low Energy (LE) per la comunicazione a corto raggio all'interno delle abitazioni, così come i protocolli radio CSS e FSK operanti a 900 MHz per la comunicazione a lungo raggio.

Amazon Sidewalk è costruito su un'architettura composta da livelli radio, di rete e applicativi, e supporta tre diversi protocolli RF (radiofrequenza). Il livello radio viene utilizzato per comunicare con i dispositivi Amazon Sidewalk tramite Bluetooth Low Energy, CSS o FSK. Il livello applicativo si trova sopra il livello di rete e lo stack del protocollo Bluetooth Low Energy. Per FSK e CSS, è presente un ulteriore livello di rete. Il livello di rete gestisce il routing e l'inoltro dei dati tra i dispositivi, garantendo una comunicazione senza interruzioni all'interno della rete Amazon Sidewalk. Il livello applicativo gestisce le applicazioni e i servizi specifici dei dispositivi, e tutti i dispositivi Amazon Sidewalk si connettono al cloud tramite AWS IoT Core per Amazon Sidewalk.

Amazon Sidewalk crea una rete a banda ridotta utilizzando dispositivi Bridge Sidewalk, inclusi alcuni dispositivi Echo e Ring. Questi dispositivi Bridge condividono una piccola parte della tua larghezza di banda internet, che viene messa insieme per servire te e i tuoi vicini. Man mano che più vicini partecipano, la rete diventa più forte. Se un dispositivo Bridge Sidewalk perde la connessione Wi-Fi, Amazon Sidewalk può semplificare il processo di riconnessione al router. Può anche aiutare a mantenere i dispositivi abilitati per Sidewalk connessi all'aperto o nei garage. Sidewalk può inoltre funzionare con dispositivi di tracciamento come Tile per aiutare a localizzare oggetti di valore fuori casa e offre diversi livelli di privacy e sicurezza.

Architettura di rete scalabile Amazon Sidewalk

Amazon Sidewalk è una rete wireless a bassa larghezza di banda composta da dispositivi Bridge nelle vicinanze. I proprietari dei dispositivi Bridge Amazon Sidewalk possono scegliere di condividere una piccola parte della loro larghezza di banda Internet per offrire connettività wireless ai dispositivi compatibili all'interno del raggio di azione di Amazon Sidewalk. Ogni dispositivo Bridge partecipante estende il raggio della rete. Amazon Sidewalk può sbloccare il potenziale per nuovi dispositivi, supportando dispositivi abilitati per Amazon Sidewalk come dispositivi pubblici intelligenti, elettrodomestici e dispositivi di consumo. Può anche essere utilizzato per la gestione dei parchi, la gestione ambientale, gli aeroporti, ecc.

A differenza di molte tecnologie IoT basate su un unico gateway, Amazon Sidewalk si basa su un'architettura di rete distribuita composta da Bridge vicini. Avere più Amazon Sidewalk Bridge in una zona può migliorare l'efficacia della rete. Durante l'espansione dell'infrastruttura, i Bridge formano una rete distribuita, permettendo ai dispositivi di connettersi all'interno della loro portata e inviare dati a qualsiasi Bridge, invece di essere limitati a un Bridge specifico. Gli Amazon Sidewalk Bridge ricevono i messaggi dai dispositivi compatibili e li inviano agli utenti tramite il cloud AWS in modo sicuro e multilivello.

Amazon Sidewalk può utilizzare tre diversi livelli fisici (PHY) a livello radio per affrontare diversi casi d'uso della rete, tra cui Bluetooth Low Energy, GFSK sub-GHz e CSS sub-GHz. Il Bluetooth Low Energy viene utilizzato per la connettività in casa e tra telefono e dispositivo. Il livello fisico radio Bluetooth Low Energy può essere utilizzato per applicazioni Amazon Sidewalk in casa, fornendo connettività a corto raggio per dispositivi (come dispositivi basati sulla posizione) e collegando dispositivi a smartphone con copertura Amazon Sidewalk.

Il GFSK Sub-GHz viene utilizzato per applicazioni in casa e all'aperto, come l'area davanti alla porta d'ingresso. La radio PHY GFSK può coprire aree fino a circa un ettaro e supportare applicazioni che richiedono la copertura di edifici separati e giardini, come piscine, spa e sistemi di mitigazione dell'acqua. Il GFSK può persino supportare applicazioni per città intelligenti e quartieri con l'aiuto della copertura di Amazon Sidewalk.

Il CSS Sub-GHz viene utilizzato per applicazioni interne e al di là dei confini della proprietà. La radio PHY CSS (Chirp Spread Spectrum) può coprire distanze fino a diversi chilometri, supportando applicazioni lontane dal ponte più vicino, incluse comunità intelligenti, università e strutture agricole all'interno dell'area di copertura di Amazon Sidewalk.

Fornire l'ecosistema di sviluppo Amazon Sidewalk più completo

Per accelerare lo sviluppo dei dispositivi compatibili con Amazon Sidewalk, Silicon Labs, un fornitore leader di soluzioni IoT, offre l'ecosistema di sviluppo più completo e integrato per i produttori di dispositivi IoT. Questo include l'SDK (Software Development Kit) di Amazon Sidewalk, hardware wireless, funzionalità di sicurezza, kit di sviluppo e strumenti, semplificando così il processo di sviluppo, riducendo i costi e accelerando il tempo di immissione sul mercato.

Silicon Labs ha lanciato SDK certificati per semplificare lo sviluppo dei dispositivi Amazon Sidewalk, ridurre i costi e accelerare il tempo di immissione sul mercato. È inoltre disponibile una gamma di opzioni hardware, tra cui il SoC dual-band SG28, il SoC SG23 e i moduli Bluetooth Low Energy BG21/BG24. La sicurezza è fondamentale nell'IoT, e Silicon Labs offre soluzioni per garantire che i dispositivi Amazon Sidewalk abbiano caratteristiche di sicurezza robuste. Gli sviluppatori possono utilizzare kit di sviluppo e strumenti per accedere agli strumenti e ai servizi integrati necessari, dal concept al lancio del prodotto.

Silicon Labs collabora strettamente con Amazon, innovando continuamente sulla roadmap dell'hardware per garantire la compatibilità con l'ecosistema in continua evoluzione di Amazon e effettuando aggiornamenti regolari del software per migliorare le prestazioni e la sicurezza dei dispositivi. Per aiutare i clienti a selezionare l'hardware adeguato quando sviluppano dispositivi Amazon Sidewalk, Silicon Labs ha lanciato la Guida alla Selezione dell'Hardware per Amazon Sidewalk. Questa guida aiuta gli sviluppatori a comprendere gli strumenti integrati e il portafoglio di servizi di Silicon Labs per scegliere il modulo o SoC ideale e l'hardware di sviluppo correlato per i loro dispositivi supportati da Sidewalk, facilitando un percorso completo di sviluppo dal concetto al lancio.

Soluzioni Amazon Sidewalk all'avanguardia nel settore

Il SG23 (EFR32SG23) di Silicon Labs è un SoC wireless Sub-GHz FSK progettato per le applicazioni di Amazon Sidewalk. Questo SoC sicuro, a basso consumo e ad alte prestazioni è dotato di un ARM Cortex®-M33 con velocità fino a 78 MHz, memoria flash da 512 kB e RAM da 64 kB. Le sue basse correnti attive e di riposo lo rendono ideale per dispositivi smart home alimentati a batteria di Amazon Sidewalk, come sensori per porte, finestre e temperatura. L'EFR32SG23 offre una copertura affidabile oltre la porta d'ingresso, raggiungendo aree come edifici indipendenti, piscine e spa, con un budget di collegamento di 129,5 dBm per comunicazioni affidabili a lunga distanza. Il core di sicurezza dedicato supporta il Secure Vault™ High di Silicon Labs, offrendo una sicurezza IoT leader nel settore per proteggere i dati wireless e i dispositivi dagli attacchi locali e remoti.

Il SG28 (EFR32SG28) di Silicon Labs è un altro SoC wireless dual-band sicuro e a basso consumo progettato per dispositivi Amazon Sidewalk, che supporta FSK Sub-GHz e Bluetooth Low Energy. Offre una connettività affidabile utilizzando Bluetooth Low Energy all'interno della casa e FSK Sub-GHz oltre la porta d'ingresso per coprire una rete più ampia. Questo dispositivo a basso consumo è dotato di un ARM Cortex®-M33 che opera a frequenze fino a 78 MHz, con una memoria flash di 1024 kB e RAM di 256 kB, supportando fino a 49 GPIO. Il suo basso consumo in modalità attiva e di riposo lo rende adatto per dispositivi finali alimentati a batteria e applicazioni che richiedono maggiori risorse. Il budget di collegamento del SG28 di 128,6 dBm garantisce una comunicazione affidabile a lunga distanza e supporta anche il core di sicurezza dedicato Secure Vault™ High di Silicon Labs, assicurando la sicurezza dei dispositivi connessi.

Silicon Labs ha lanciato anche il Silicon Labs Pro Kit per Amazon Sidewalk, fornendo gli strumenti necessari per valutare e sviluppare dispositivi Amazon Sidewalk ad alta capacità e scalabilità. Il kit supporta tutti e tre i protocolli di Amazon Sidewalk, inclusi Bluetooth Low Energy, FSK sub-GHz e protocolli wireless CSS. Questo wireless pro kit include una scheda radio KG100S, che offre un design di riferimento completo e supporta i protocolli Bluetooth, FSK e CSS utilizzati in Amazon Sidewalk. Include inoltre una scheda radio BG24 e una scheda adattatrice FSK/CSS, adatte per clienti che necessitano di progetti discreti. La scheda principale del wireless pro kit include anche un debugger J-LINK integrato con interfaccia di tracciamento pacchetti e porta COM virtuale, permettendo lo sviluppo e il debugging di applicazioni per schede radio collegate e hardware esterno tramite un header di espansione. Questo pro kit per Amazon Sidewalk fornisce tutti gli strumenti necessari per sviluppare applicazioni IoT su larga scala e ad alto volume.

Lo standard Matter semplifica la connettività tra dispositivi smart home di marchi diversi

Sebbene costruire una casa intelligente sia pensato per rendere la nostra vita più semplice, gestire i dispositivi smart home può essere complicato, specialmente quando si combinano dispositivi di marchi diversi. Questo accade perché molti dispositivi smart home possono essere utilizzati solo con le applicazioni proprietarie del produttore. Piattaforme come Google Home, Alexa, HomeKit o SmartThings supportano ecosistemi smart home più ampi, ma di solito sono limitati ai rispettivi ecosistemi, restringendo la scelta dei dispositivi.

D'altra parte, mentre Bluetooth e Wi-Fi sono buoni protocolli di comunicazione perché ampiamente supportati, Thread (un protocollo di rete mesh a basso consumo progettato per i dispositivi Matter per la casa intelligente) presenta diversi vantaggi nell'ambito della smart home. Thread non è solo molto efficiente dal punto di vista energetico (un aspetto importante per i dispositivi smart per la casa alimentati a batteria), ma la sua natura di rete mesh permette ai dispositivi di trasmettere segnali tra loro e di regolare e instradare i dati in modo più efficiente. Questo rende Thread in grado di fornire una connettività più robusta e affidabile ed è anche facile da espandere.

Matter è uno standard di connettività royalty-free sviluppato dalla Connectivity Standards Alliance (CSA). Matter mira a creare un metodo interoperabile per consentire ai dispositivi per la smart home di comunicare tra loro. Con Matter, è possibile connettere dispositivi per la smart home certificati Matter (come interruttori della luce o termostati) a un'app o hub compatibile con Matter, indipendentemente dal produttore.

Attualmente, gli iPhone 15 Pro e Pro Max di Apple sono dotati di radio Thread, rendendoli i primi smartphone a offrire questa funzionalità. Le nuove versioni di iOS 17.6, macOS 14.6, watchOS 10.6 e tvOS 17.6 aggiungeranno anche il supporto al riferimento del codice per queste nuove caratteristiche. D'altra parte, alcuni dispositivi mobili che utilizzano Android 15 supporteranno il protocollo Thread, facilitando l'adozione rapida dei dispositivi smart home Matter.

Conclusione

Amazon Sidewalk è un servizio di rete appositamente progettato per dispositivi IoT, con l'obiettivo di fornire una connettività più ampia per i dispositivi intelligenti nelle case e nei quartieri. Utilizzando il Bluetooth a bassa larghezza di banda e la banda di frequenza 900 MHz, Amazon Sidewalk può estendere la copertura dei dispositivi, anche in aree con segnali Wi-Fi deboli o assenti. Questa tecnologia non solo migliora le prestazioni dei dispositivi e l'esperienza degli utenti, ma offre anche soluzioni più flessibili per il posizionamento, il monitoraggio e la gestione dei dispositivi. L'emergere di Amazon Sidewalk dà nuovo impulso allo sviluppo delle case intelligenti e delle città intelligenti, permettendo ai dispositivi IoT di operare in modo più intelligente ed efficiente. Silicon Labs ha lanciato un ambiente di sviluppo completo e soluzioni per Amazon Sidewalk, rendendolo uno dei migliori partner per lo sviluppo di prodotti correlati. D'altra parte, anche iOS e Android hanno iniziato a supportare lo standard Matter, che renderà le connessioni tra dispositivi per la casa intelligente di diversi marchi più convenienti, spianando la strada alla promozione delle applicazioni future per le case intelligenti.