智能家居設備已經深深融入億萬家庭中，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備往往只能被動地接受用戶設定的指令來運行，顯然這樣的“呆板”無法滿足用戶的智能化需求。現在隨著人工智能（AI）技術的發展，智能家居設備正變得越來越“聰明”，能夠主動適應并調整相關設定，以更好地配合用戶的生活習慣與作息規律。本文將為您介紹人工智能將如何強化智能家居設備的功能，以及由芯科科技（Silicon Labs）所推出的解決方案，將如何增強智能家居設備的功能性與安全性。

人工智能賦予智能家居設備自主判斷能力

在許多科幻小說作品中，已經描繪了未來的智能家居生活方式，而這些敘述也已經逐漸成為現實。從功能角度來看，智能家居的未來在于提高用戶舒適度、安全性和能源效率。為了實現這一目標，必須更容易地利用智能設備的功能，通過將需要手動控制的被動服從設備，演變為能夠適應我們生活方式的主動智能生態系統來實現。

人工智能和機器學習（ML）是賦予邊緣智能設備自主權所需的主要技術，人工智能和機器學習將把傳統的被動設備轉變為主動的生態系統參與者，通過環境意識和決策能力為用戶帶來價值。

但反過來說，人工智能和機器學習在邊緣的使用將增加對安全性的需求。更強的狀態感知能力，促使人們更加需要通過提高安全性，來保護人工智能和機器學習設備免受惡意攻擊。這意味著收集和存儲用戶數據的設備，需要防止黑客將智能設備用于配合自己的目的，來保護用戶的隱私和安全。此外，還需要提高安全性來保護知識產權（IP）不被竊取，因為設備制造商已經在人工智能模型上投入了大量資金，不希望它們的資產被竊取并用于假冒產品。

當今的許多智能家居設備都可以稱為被動服從，當設備被設定與告知該如何執行功能時，它們就會按照被告知的方式去做。主動智能的智能家居可通過觀察和推理來了解家庭的模式和偏好，使用這些數據，智能家居可以獨立做出決策，無需進行人工輸入與設定。智能家居設備可通過學習個人的生活習慣與偏好來進行判斷與決定，這些決定不需通過手動編程，使得在應用上更為輕松與便利。

高級智能家居設備協助完成老年護理

智能家居能夠展現真正價值的領域之一是高級護理和監控，借助人工智能和機器學習，可以更少的人為介入來完成老年護理，并提供更好的認知。許多老年人希望保持自己的自主權，但他們的成年子女希望定期檢視他們，以確保他們沒有跌倒、受傷或忘記服藥。此時，可通過放置在房子周圍的傳感器代替攝像頭來跟蹤老年人全天的活動。通過學習日常行為，智能家居可以監控老年人的健康和安全，當檢測到異常行為時，可以向看護人員發出警報。

為了實現這些功能，必須將智能發揮到極致。最初，普遍的共識是人工智能和機器學習將在云端進行。然而，為了執行更復雜的功能，設備需要收集有關家庭和居住在其中的人的更詳細信息。此外，家庭中放置的智能設備數量正在增加，這些因素共同導致應在邊緣處理的數據量急劇增加。

人工智能和機器學習是復雜的技術，必須由許多供應商開發，每家供應商都在提供協助以解決人工智能難題，并增加自己的價值。因此，芯片制造商能夠提供多少智能設備元器件便顯得更為重要，能提供的選項越全面，系統的效率就越高，設備制造商進入市場的速度也就越快。

芯科科技提供完整的智能設備解決方案

芯科科技是無線連接解決方案的領導者之一，支持為您的智能設備配備優秀的射頻（RF）性能和能源效率，在保護您的知識產權免受仿冒和網絡威脅方面，芯科科技的SecureVault可提供先進的物聯網安全措施。芯科科技還提供完整的協議包，包括動態多協議功能以實現輕松調試。此外，芯科科技的Matter解決方案，以及與頂級智能家居生態系統的軟件開發工具包（SDK）無縫集成，使您能夠快速推出智能設備，并通過單個庫存單位（SKU）覆蓋更大的用戶群。

芯科科技的無線SoC和模塊以其卓越的射頻性能而聞名。面向線路供電設備的應用，BG21低功耗藍牙SoC可提供高達+20 dBm的發射功率（無需加裝前端模塊，FEM）和極高的接收靈敏度，確保您的設備在家中幾乎任何位置都能可靠連接。對于Wi-Fi6需求，芯科科技的SiWx915通過SoC（片上系統）、NCP（網絡協同處理器）和RCP（無線電協同處理器）功能，可為高密度環境提供不間斷的云連接。對于Wi-Fi4應用，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。

針對電池供電和可充電的電器設備，電源效率對于提供更好的用戶體驗而言至關重要。想要設計盡可能節能的低功耗藍牙連接，芯科科技的BG27是適合于低功耗藍牙應用的緊湊型、超低功耗、高性能無線解決方案，它將一流的超低功耗無線電與高性能ARM Cortex-M33、大內存、DCDC升壓、庫侖計數器、16位ADC集于一身，以增強設備的功能。BG27集成庫侖計數器，能夠實現準確的設備電池電量跟蹤，從而為用戶提供不間斷的使用體驗。BG27的集成式DCDC轉換器，可提供0.8V-1.6V或1.71V-3.8V的寬電壓范圍。BG27支持使用單節堿性電池和紐扣電池，從而縮小了產品尺寸、降低了成本，并可延長電池使用時間。

對于Wi-Fi應用，芯科科技的SiWx917是市場上功耗最低的Wi-Fi 6解決方案，支持SoC、NCP和RCP模式，以及低功耗藍牙共存的多協議應用。SiWx917SoC非常適合使用Wi-Fi、藍牙、Matter和IP網絡實現安全云連接的超低功耗物聯網無線設備。它非常適合開發需要長電池壽命的電池供電設備，SiWx917 SoC包括超低功耗Wi-Fi 6和低功耗藍牙5.4無線CPU子系統、集成微控制器（MCU）應用子系統、安全性、外設和電源管理子系統，全部集成在單個7x7mm QFN封裝中，提供完全集成的解決方案。

當您的智能設備在可用性、功能和差異化方面需要更高級別的智能時，人工智能和機器學習功能可以為您提供所需的優勢。芯科科技的MG24多協議SoC具有內置AI/ML硬件加速器，可以六分之一的能耗實現提升高達四倍的ML推理速度，這種內置功能使您能夠將更多智能集成到電池供電的設備中。

芯科科技提供EFR32系列SoC和模塊來加速智能設備的設計、開發和部署。EFR平臺支持智能家居中使用的主要標準和協議。它還提供將智能帶到邊緣所需的計算、存儲和安全資源。該平臺由Simplicity Studio支持，這是一個集成開發環境，提供為所有技能水平的開發人員簡化和優化物聯網開發所需的工具和功能。

芯科科技為物聯網設計提供廣泛的安全平臺產品組合。例如，EFR32在滿足不同應用的特定要求的配置中提供了重要的安全功能。芯科科技還利用領先的安全技術，包括用于基于Arm Cortex-M架構MCU的TrustZone。

安全性是智能家居設備的必要功能

安全是互聯家居設備用戶最關心的問題之一，芯科科技的Secure Vault是全球先進的物聯網安全解決方案，支持保護您的設備免受最復雜的網絡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（CPMS），可為您或您的合同制造商提供具有定制安全功能的SoC，在外包生產期間保護您的知識產權免受仿冒。

安全證明可防止假冒設備使用公共設備ID冒充真實設備。Secure Vault技術用于在芯片上生成基于ECC的獨特設備公鑰／私鑰對，私鑰永遠不會離開設備。通過證書使用公鑰，設備制造商或外部服務可以隨時質疑設備，以確認運行設備的芯片是真實的。

SecureVault的安全啟動和安全升級技術可防止黑客用看似正常運行，但允許黑客遠程控制設備的劫持代碼替換原始代碼。當安全啟動與信任根和安全加載程序技術相結合創建完整的“信任鏈”時，設備制造商可以確保設備僅運行受信任的應用程序代碼，并且在執行固件升級之前已經過身份驗證。

SecureVault的安全密鑰管理可阻止攻擊者從設備中提取密鑰或內容，這是通過根據設備獨有的特性創建物理不可克隆功能（PUF）密鑰來實現的。所有密鑰均在安全密鑰管理中使用PUF密鑰進行加密。此外，PUF密鑰是在啟動時生成的，并且永遠不會存儲在閃存中。

SecureVault的安全調試可防止黑客利用芯片的調試端口來控制設備，設備制造商仍然可以通過使用加密令牌解鎖端口來訪問設備故障分析功能。Secure Vault的防篡改技術可保護設備免受篡改攻擊，例如電壓突波、磁干擾和強制溫度調節。一旦檢測到篡改企圖，設備可以采取適當的措施，例如立即刪除其所有密鑰。

結語

智能家居應用正在快速發展，其中推動智能設備的發展關鍵因素在于易于使用，而實現這一目標的最佳方法，便是讓設備通過人工智能和機器學習技術進行自我思考。但在增進智能家居設備便利性的同時，還需要關注維護用戶隱私、防止設備被劫持，以及保護設備制造商的知識產權，這些要求所需的安全技術目前已經到位。通過與芯科科技共同合作，將可加速您打造未來所需的智能家居設備，現在就來開始行動，將想象變成現實。

審核編輯：劉清