Wi-Fi6助力Matter，成為家居互聯萬能鑰匙

原創 Nordic半導體 2023-03-27 12:00

“傻瓜式”高密度電源設計 一杯咖啡的時間，搞懂行波測距新趨勢

作者：Nordic產品營銷工程師Finn Boetius

Wi-Fi 6 版本面世，使得這種流行的無線技術變得更適用于物聯網，不僅構成了 Matter 標準的關鍵部分，并且成為智能家居的基礎。

Matter 承諾為智能家居生態系統帶來互操作性，以 Thread 為基礎進行低功耗無線連接，當需要更大的吞吐量和更高功率時， Wi-Fi 便成為理想選擇。(Matter 標準還包括以太網布線標準，將在未來加入蜂窩物聯網，而低功耗藍牙則用于調試)。

連同用于 Matter 標準的其他協議，Wi-Fi 能夠支持互聯網協議 (IP)。IP 本質上是用于在互聯網上快速傳送數據的網絡層通信標準，這方面的優勢是很明顯的——每個互聯網支持設備都具有自己的 IP 地址，通過協議的互操作性，每個智能家居產品均可以非常便捷地連接到云端。有了這樣的靈活性，智能家居應用可以變得非常強大和靈活。

對于智能家居開發

一刀切的做法不合適

消費者對于家中的 Wi-Fi 通信已經非常熟悉了，它推動了家庭娛樂網絡。通過使用 Wi-Fi，人們無論坐在家里的哪個位置，都能夠在平板電腦上觀賞電影。

在新冠疫情大流行期間，Wi-Fi 為許多居家辦公的視頻會議提供助力，其無縫連接的特性已擴展到電視機、洗衣機和冰箱等家用電器。毫無疑問，Wi-Fi 是地球上最常見的無線連接技術。

不過，所有的無線技術都有權衡取舍的問題。由于 Wi-Fi 主要是為了提供高吞吐量而設計的，它往往很耗電。Wi-Fi 接入點是插入主電源的，傳輸流媒體內容也可以利用電池容量龐大的便攜式電腦，這些類型的應用沒有問題。

但是 Wi-Fi 的能源消耗始終較高，在一定程度上確實也限制了它應用范圍，例如，它不是最適用于由電池供電的電燈開關的技術。

電燈開關僅需要發送少量的數據來開關燈泡，使用小型電池便可以持續數月時間。對于這種應用和類似的應用，相比 Wi-Fi 技術，低功耗藍牙、Thread 或 Zigbee 這樣的低功耗無線連接技術是更好的選擇。

Wi-Fi支持更多的家居設備

Wi-Fi 6 加入了省電技術，可讓設計人員以犧牲一些吞吐量來換取更長的電池使用壽命，從而改善使用效果。

而且，通過使用名稱為 OFDMA 的多址接入調制技術，每個 Wi-Fi 6 20 MHz 通道可以分成數百個子通道，能夠同時支持家庭中的更多設備。(先前使用Wi-Fi來支持多個網絡設備會產生擁堵現象，進而降低吞吐量) 。

雖然這些改進仍然無法使得 Wi-Fi 適用于無線電燈開關等應用，但它們確實使得 Wi-Fi 成為了許多智能家居設備的良好選擇，如安全攝像機、智能恒溫器和智能揚聲器。

這些新的 Wi-Fi 技術將推動智能家居領域的蓬勃發展。根據 Vantage Market Research 數據，在 2028 年前，智能家居市場價值將從2021年的750億美元擴大5.5倍以上，這意味著每年有超過 4200 億美元銷售額。作為這項總額的一部分，在 2021 年至 2025 年期間，基于 Wi-Fi 的智能家居設備出貨量的復合年增長率將會達到 21% [1]。

提升智能家居的易用性

Matter 獲得亞馬遜、蘋果、谷歌、Nordic、三星和其他數百家企業的支持，這為先前零散分割的智能家居領域帶來了良好的協調。這將會推動銷售增長，因為消費者能夠從任何主流供應商處購買智能家居設備，輕松地讓它與其喜歡的智能家居生態系統一起工作。這非常適合那些渴望向消費者提供智能家居增值服務的主要供應商，以增加設備銷售營收。

業界為 Matter 選擇的無線技術 (和以太網) 是經過仔細考慮的。Wi-Fi 已經在全球數以億計的家庭中普遍使用，而 Wi-Fi 6 使其更加適合智能家居應用。

Thread 則是低功耗的無線連接標準，無需網關就能與大型 IP 網絡無縫集成。而低功耗藍牙可與智能手機互操作，成為了調試和配置新穎智能家居產品的理想接口。

除了為智能家居產品提供高吞吐量選擇的好處之外，Wi-Fi 還支撐著 Matter 的 IP 互操作性。Matter 應用層簡化了 Thread 設備連接家庭Wi-Fi網絡，再從那里連接到云端的通信操作。

而使用 Wi-Fi 進行網絡傳輸的 Matter 設備不需要內置網狀網絡支持，因為 Wi-Fi 6 具有良好的通信范圍，可讓 Matter 設備總是能夠進行連接。這些非網狀網絡 Matter 設備可以做到更小的體積，并降低功耗。

開始使用智能家居Wi-Fi

Nordic 公司推出 nRF7002 Wi-Fi 6 協同 IC 及其相關開發套件 (DK) ，可讓開發人員更加便捷地利用在智能家居領域中日益重要的 Wi-Fi 連接。這款 IC 是具有低功耗特性的 Wi-Fi 6 設備，提供無縫的雙頻段 (2.4和5GHz) 連接。

nRF7002

nRF7002 還提供與低功耗藍牙、Thread 和 Zigbee 無線電的良好共存性，并支持 Wi-Fi 6 的關鍵省電功能，即目標喚醒時間 (TWT) 功能。這款 DK 可讓開發人員輕松啟動基于 nRF7002 的物聯網項目，它還帶有支持 Thread 和低功耗藍牙的 nRF5340 多協議 SoC，因而適合使用所有的 Matter 無線技術進行產品開發。