通过 Amazon Sidewalk 和 Matter 无线网络为物联网设备带来更多智能

一个扩展物联网设备连接范围的共享无线网络

为了让我们的世界更加智能、安全和互联，Amazon Sidewalk 通过利用现有的 Amazon Echo 和 Ring 设备作为桥梁，推出了一种创新理念，以创建覆盖整个社区的网络。这个网络不仅通过延长设备的连接范围彻底变革了物联网的连接方式，还弥合了家庭与社区之间的鸿沟。

Amazon Sidewalk 是一个共享无线网络，允许兼容设备通过共享网络相互通信。它使用 Amazon Sidewalk 桥接设备（例如兼容的 Amazon Echo 和 Ring 设备）在网络上的设备之间实现通信。该网络超越了单个家庭的范围，可连接更大范围内的设备。Amazon Sidewalk 为室内和室外物联网设备（如户外照明、运动传感器和基于位置的追踪器）提供可靠的低带宽、长距离连接。Amazon Sidewalk 支持多种通信协议，包括用于家庭内短距离通信的蓝牙低功耗（LE）协议，以及在 900 MHz 频段运行的 CSS 和 FSK 无线电协议，用于更长距离的通信。

Amazon Sidewalk 构建在由无线电、网络和应用层组成的架构之上，并支持三种不同的 RF（射频）协议。无线电层用于通过蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy）、CSS 或 FSK 与 Amazon Sidewalk 设备进行通信。应用层位于网络层和蓝牙低功耗协议栈之上。对于 FSK 和 CSS，还有额外的网络层。网络层负责设备之间的数据路由和转发，确保 Amazon Sidewalk 网络中的无缝通信。应用层管理设备的特定应用程序和服务，所有 Amazon Sidewalk 设备都通过 AWS IoT Core for Amazon Sidewalk 连接到云端。

Amazon Sidewalk利用Sidewalk Bridge设备（包括某些Echo和Ring设备）创建了一个低带宽网络。这些桥接设备会共享一小部分您的互联网带宽，并将其汇聚起来为您和您的邻居提供服务。随着更多邻居的参与，网络变得更加强大。如果一个Sidewalk Bridge设备失去了Wi-Fi连接，Amazon Sidewalk能够简化将其重新连接到路由器的过程。它还可以帮助保持支持Sidewalk的设备在户外或车库中保持连接。Sidewalk还可以与诸如Tile这样的追踪设备配合使用，帮助定位家外的贵重物品，并且它具有多层隐私和安全保护功能。

可扩展的亚马逊 Sidewalk 网络架构

Amazon Sidewalk 是一个由附近的桥接设备组成的低带宽无线网络。Amazon Sidewalk 桥接设备的所有者可以选择分享其一小部分互联网带宽，为 Amazon Sidewalk 范围内的兼容设备提供无线连接。每个参与的桥接设备都会扩展网络的覆盖范围。Amazon Sidewalk 可以激发新设备的潜力，支持启用了 Amazon Sidewalk 的设备，例如智能公共设备、电器和消费设备。它还可以用于公园管理、环境管理、机场等场景。

与许多基于单一网关的物联网技术不同，Amazon Sidewalk 基于附近网桥组成的分布式网络架构。在一个区域内拥有更多的 Amazon Sidewalk 网桥可以提升网络的效能。在扩展基础设施时，网桥会形成一个分布式网络，允许设备在范围内连接并向任何网桥发送数据，而不是局限于连接到特定的网桥。Amazon Sidewalk 网桥从兼容设备中获取消息，并通过多层安全的方式，通过 AWS 云发送给用户。

Amazon Sidewalk 可以在无线电层使用三种不同的物理层（PHY）来满足不同的网络使用场景，包括蓝牙低能耗（Bluetooth Low Energy）、亚GHz GFSK 和亚GHz CSS。蓝牙低能耗用于家庭内和手机到设备的连接。蓝牙低能耗无线电物理层可以用于家庭内的 Amazon Sidewalk 应用，为设备（如基于位置的设备）提供短程连接，并将设备与具有 Amazon Sidewalk 覆盖的智能手机连接。

次GHz GFSK 用于室内和室外前门应用。GFSK 无线电物理层可以覆盖面积达一英亩，并可满足需要覆盖独立建筑和庭院（例如游泳池、水疗设施和排水系统）的应用需求。借助 Amazon Sidewalk 的覆盖，GFSK 甚至能够支持智慧城市和社区应用。

亚GHz CSS 用于室内及围墙外的应用。CSS（线性调频扩频）无线PHY能够覆盖多达数英里的范围，支持远离最近桥接点的应用，包括亚马逊Sidewalk覆盖范围内的智能社区、大学和农业设施。

提供最完善的 Amazon Sidewalk 开发生态系统

为加速支持 Amazon Sidewalk 的设备开发，Silicon Labs（领先的物联网解决方案提供商）为物联网设备制造商提供最全面的一站式开发生态系统。这包括 Amazon Sidewalk SDK（软件开发工具包）、无线硬件、安全功能、开发套件及工具，从而简化开发流程、降低成本并加快产品上市时间。

Silicon Labs 已推出经过认证的SDK，旨在简化Amazon Sidewalk设备的开发、降低成本并加速上市时间。此外，还提供多种硬件选项，包括SG28双频系统级芯片（SoC）、SG23 SoC以及BG21/BG24蓝牙低功耗模块。在物联网中，安全性至关重要，Silicon Labs 提供的解决方案可确保Amazon Sidewalk设备具备强大的安全功能。开发人员可以使用开发套件和工具，访问从概念到产品发布所需的集成工具和服务。

Silicon Labs 与亚马逊紧密合作，不断创新硬件路线图，以确保与亚马逊不断发展的生态系统兼容，并定期进行软件更新以提升设备性能和安全性。为了帮助客户在开发 Amazon Sidewalk 设备时选择合适的硬件，Silicon Labs 推出了 Amazon Sidewalk 硬件选择指南。该指南帮助开发者了解 Silicon Labs 的集成工具和服务组合，以便选择理想的模块或 SoC 以及相关的开发硬件，从而简化从概念到发布的完整开发流程。

行业领先的Amazon Sidewalk解决方案

Silicon Labs 的 SG23 (EFR32SG23) 是一款为 Amazon Sidewalk 应用设计的 Sub-GHz FSK 无线 SoC。这款安全、低功耗、高性能的 SoC 采用 ARM Cortex®-M33 内核，运行速度高达 78 MHz，配备 512 kB 闪存和 64 kB RAM。其低功耗的工作电流和睡眠电流使其非常适合用于电池供电的 Amazon Sidewalk 智能家居设备，例如门窗传感器和温度传感器。EFR32SG23 提供可靠的远程覆盖能力，超越前门覆盖范围，还可涵盖独立建筑、游泳池和水疗中心等区域，具有 129.5 dBm 的链路预算，实现长距离的可靠通信。专用的安全核心支持 Silicon Labs 的 Secure Vault™ High 提供业界领先的物联网安全能力，保护无线数据和设备免受远程及本地攻击。

Silicon Labs 的 SG28 (EFR32SG28) 是一款专为 Amazon Sidewalk 设备设计的安全、低功耗双频无线 SoC，支持 Sub-GHz FSK 和蓝牙低能耗 (Bluetooth Low Energy)。它在家中使用蓝牙低能耗提供可靠的连接，而在前门外通过 Sub-GHz FSK 扩展网络覆盖范围。这款低功耗设备配备运行频率高达 78 MHz 的 ARM Cortex®-M33，拥有 1024 kB 的闪存和 256 kB 的 RAM，支持多达 49 个 GPIO。其低活动电流和休眠电流使其特别适合电池供电的终端设备以及需要更多资源的应用。SG28 的 128.6 dBm 链路预算确保了远距离的可靠通信，同时支持 Silicon Labs 专用的 Secure Vault™ 高级安全内核，保障连接设备的安全性。

Silicon Labs还推出了适用于Amazon Sidewalk的Silicon Labs Pro Kit，提供评估和开发高容量、可扩展的Amazon Sidewalk设备所需的工具。该套件支持所有三种Amazon Sidewalk协议，包括蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy）、亚GHz FSK和CSS无线协议。这款无线专业套件包括一个KG100S无线电板，提供完整的参考设计，支持Amazon Sidewalk中使用的蓝牙、FSK和CSS协议。套件还包括一个BG24无线电板和一个FSK/CSS适配板，适用于需要离散设计的客户。无线专业套件主板还配备了板载J-LINK调试器，具有数据包追踪接口和虚拟COM端口，可以通过扩展头实现连接无线电板和外部硬件的应用开发和调试。此Amazon Sidewalk专业套件提供了开发高容量、可扩展的IoT应用所需的所有工具。

Matter 标准让跨品牌智能家居设备的连接更加便捷

虽然建设智能家居的初衷是为了让我们的生活更加便捷，但管理智能家居设备可能会令人头疼，尤其是当你搭配使用来自不同品牌的设备时。这是因为许多智能家居设备只能通过制造商的专属应用程序来使用。像 Google Home、Alexa、HomeKit 或 SmartThings 这样的平台确实支持更大的智能家居生态系统，但它们通常局限于各自的生态系统，这在一定程度上限制了设备的选择。

另一方面，尽管蓝牙和 Wi-Fi 是很好的通信协议，因为它们得到了广泛的支持，但 Thread（一种专为 Matter 智能家居设备设计的低功耗网状网络协议）在智能家居领域具有多项优势。Thread 不仅非常节能（这对电池供电的智能家居设备来说十分重要），而且其网状网络的特性允许设备相互中继信号，更高效地自动调整和路由数据。这使得 Thread 能够提供更强大、更可靠的连接，同时也非常容易扩展。

Matter 是由连接标准联盟（Connectivity Standards Alliance，简称 CSA）开发的一种免版税连接标准。Matter 旨在创建一种让智能家居设备彼此互通的互操作性方式。通过 Matter，无论制造商是谁，您都可以将获得 Matter 认证的智能家居设备（如灯光开关或恒温器）连接到兼容 Matter 的应用程序或中枢设备。

目前，苹果的 iPhone 15 Pro 和 Pro Max 配备了 Thread 无线电，这使它们成为首批具备此功能的智能手机。全新的 iOS 17.6、macOS 14.6、watchOS 10.6 和 tvOS 17.6 版本也将增加对这些新功能的代码参考支持。另一方面，一些运行 Android 15 的移动设备将支持 Thread 协议，这将有助于 Matter 智能家居设备的快速普及。

结论

Amazon Sidewalk 是一项专为物联网（IoT）设备设计的网络服务，旨在为家庭和社区的智能设备提供更广泛的连接。通过利用低带宽的蓝牙和900 MHz频段，Amazon Sidewalk 可以扩展设备的覆盖范围，即使在Wi-Fi信号较弱或不存在的区域也能正常工作。这项技术不仅提升了设备性能和用户体验，还为设备定位、监控和管理提供了更灵活的解决方案。Amazon Sidewalk 的出现为智慧家庭和智慧城市的发展注入了新的动力，使物联网设备能够更智能、更高效地运行。Silicon Labs 推出了完整的 Amazon Sidewalk 开发环境和解决方案，成为开发相关产品的最佳合作伙伴之一。另一方面，iOS 和 Android 也开始支持 Matter 标准，这将使不同品牌的智能家居设备连接更加便捷，为未来智能家居应用的推广铺平了道路。