Apporter plus d'intelligence aux dispositifs IoT avec Amazon Sidewalk et les réseaux sans fil Matter

Un réseau sans fil partagé qui étend la portée de connectivité des appareils IoT

Pour rendre notre monde plus intelligent, sûr et connecté, Amazon Sidewalk introduit un concept innovant en utilisant les appareils Amazon Echo et Ring existants comme passerelles pour créer un réseau à l'échelle du quartier. Ce réseau ne révolutionne pas seulement la connectivité IoT en étendant la portée des appareils, mais comble également le fossé entre les maisons et les quartiers.

Amazon Sidewalk est un réseau sans fil partagé qui permet aux appareils compatibles de communiquer entre eux via un réseau partagé. Il utilise les appareils Amazon Sidewalk Bridge (tels que les appareils compatibles Amazon Echo et Ring) pour permettre la communication entre les appareils sur le réseau. Ce réseau va au-delà des foyers individuels, connectant les appareils sur une zone plus large. Amazon Sidewalk offre une connectivité fiable à faible largeur de bande et longue portée pour les appareils IoT à domicile et extérieurs, tels que l'éclairage extérieur, les capteurs de mouvement et les traceurs basés sur la localisation. Amazon Sidewalk prend en charge plusieurs protocoles de communication, y compris Bluetooth Low Energy (LE) pour la communication à courte portée à l'intérieur des maisons, ainsi que les protocoles radio CSS et FSK fonctionnant à 900 MHz pour la communication à plus longue portée.

Amazon Sidewalk repose sur une architecture comprenant des couches radio, réseau et application, et il prend en charge trois protocoles RF (radiofréquence) différents. La couche radio sert à communiquer avec les appareils Amazon Sidewalk en utilisant Bluetooth Low Energy, CSS ou FSK. La couche application se situe au-dessus de la couche réseau et de la pile de protocoles Bluetooth Low Energy. Pour FSK et CSS, il y a une couche réseau supplémentaire. La couche réseau gère le routage et le transfert des données entre les appareils, assurant une communication fluide sur le réseau Amazon Sidewalk. La couche application gère les applications et services spécifiques des appareils, et tous les appareils Amazon Sidewalk se connectent au cloud via AWS IoT Core pour Amazon Sidewalk.

Amazon Sidewalk crée un réseau à faible bande passante en utilisant des appareils Sidewalk Bridge, y compris certains appareils Echo et Ring. Ces appareils relais partagent une petite partie de votre bande passante internet, qui est mise en commun pour vous servir ainsi que vos voisins. Plus vos voisins participent, plus le réseau devient puissant. Si un appareil Sidewalk Bridge perd sa connexion Wi-Fi, Amazon Sidewalk peut simplifier le processus de reconnexion au routeur. Il peut également aider à maintenir les appareils compatibles Sidewalk connectés à l'extérieur ou dans les garages. Sidewalk peut aussi fonctionner avec des appareils de suivi comme Tile pour aider à localiser des objets de valeur à l'extérieur de la maison, et il offre plusieurs couches de confidentialité et de sécurité.

Architecture réseau évolutive Amazon Sidewalk

Amazon Sidewalk est un réseau sans fil à faible bande passante composé de dispositifs Bridge à proximité. Les propriétaires des dispositifs Bridge Amazon Sidewalk peuvent choisir de partager une petite partie de leur bande passante internet pour fournir une connectivité sans fil aux dispositifs compatibles à portée d'Amazon Sidewalk. Chaque dispositif Bridge participant étend la portée du réseau. Amazon Sidewalk peut libérer le potentiel de nouveaux dispositifs, en supportant les dispositifs compatibles avec Amazon Sidewalk tels que les dispositifs publics intelligents, les appareils électroménagers et les dispositifs grand public. Il peut également être utilisé pour la gestion de parcs, la gestion environnementale, les aéroports, etc.

Contrairement à de nombreuses technologies IoT basées sur une passerelle unique, Amazon Sidewalk repose sur une architecture réseau distribuée de Bridges à proximité. Avoir plus de Bridges Amazon Sidewalk dans une zone peut améliorer l'efficacité du réseau. Lors de l'expansion de l'infrastructure, les Bridges forment un réseau distribué, permettant aux appareils de se connecter à portée et d'envoyer des données à n'importe quel Bridge, plutôt que d'être limités à un Bridge spécifique. Les Bridges Amazon Sidewalk extraient les messages des appareils compatibles et les envoient aux utilisateurs via le cloud AWS de manière sécurisée à plusieurs niveaux.

Amazon Sidewalk peut utiliser trois couches physiques (PHY) différentes au niveau radio pour répondre à différents cas d'utilisation du réseau, y compris le Bluetooth Low Energy, le GFSK sous-GHz et le CSS sous-GHz. Le Bluetooth Low Energy est utilisé pour la connectivité à domicile et appareil-à-téléphone. La radio PHY Bluetooth Low Energy peut être utilisée pour les applications Amazon Sidewalk en intérieur, fournissant une connectivité à courte portée pour les appareils (tels que les appareils basés sur la localisation) et connectant les appareils aux smartphones avec la couverture Amazon Sidewalk.

Le GFSK Sub-GHz est utilisé pour les applications intérieures et extérieures de porte d'entrée. La PHY radio GFSK peut couvrir des zones allant jusqu'à un acre et peut répondre aux applications nécessitant une couverture de bâtiments détachés et de cours, tels que les piscines, spas et systèmes de gestion de l'eau. Le GFSK peut même prendre en charge les applications de villes et de quartiers intelligents grâce à la couverture Amazon Sidewalk.

Le CSS sous-GHz est utilisé pour les applications à l'intérieur de la maison et au-delà des limites de la propriété. Le PHY radio CSS (Chirp Spread Spectrum) peut couvrir des portées allant jusqu'à plusieurs miles, soutenant des applications éloignées du pont le plus proche, y compris les quartiers intelligents, les universités et les installations agricoles dans la couverture Amazon Sidewalk.

Fournir l'écosystème de développement Amazon Sidewalk le plus complet

Pour accélérer le développement de dispositifs pris en charge par Amazon Sidewalk, Silicon Labs, un fournisseur leader de solutions IoT, offre l'écosystème de développement le plus complet et unique pour les fabricants de dispositifs IoT. Cela inclut le SDK (Software Development Kit) Amazon Sidewalk, le matériel sans fil, les fonctionnalités de sécurité, les kits de développement et les outils, simplifiant ainsi le processus de développement, réduisant les coûts et accélérant le temps de mise sur le marché.

Silicon Labs a lancé des SDK certifiés pour simplifier le développement des appareils Amazon Sidewalk, réduire les coûts et accélérer le temps de mise sur le marché. Une gamme d'options matérielles est également disponible, y compris le SG28 SoC double bande, le SG23 SoC, et les modules Bluetooth Low Energy BG21/BG24. La sécurité est cruciale dans l'IoT, et Silicon Labs fournit des solutions pour garantir que les appareils Amazon Sidewalk disposent de fonctionnalités de sécurité robustes. Les développeurs peuvent utiliser des kits de développement et des outils pour accéder aux outils et services intégrés nécessaires depuis la conception jusqu'au lancement du produit.

Silicon Labs travaille en étroite collaboration avec Amazon, innovant continuellement sur la feuille de route matérielle pour assurer la compatibilité avec l'écosystème évolutif d'Amazon et effectuant des mises à jour logicielles régulières pour améliorer les performances et la sécurité des appareils. Pour aider les clients à choisir le bon matériel lors du développement de dispositifs Amazon Sidewalk, Silicon Labs a lancé le Amazon Sidewalk Hardware Selector Guide. Ce guide aide les développeurs à comprendre les outils intégrés et le portefeuille de services de Silicon Labs pour choisir le module ou SoC idéal et le matériel de développement associé pour leurs appareils pris en charge par Sidewalk, facilitant ainsi un parcours de développement complet de l'idée au lancement.

Solutions Amazon Sidewalk de pointe dans l'industrie

Le SG23 (EFR32SG23) de Silicon Labs est un SoC sans fil FSK Sub-GHz conçu pour les applications Amazon Sidewalk. Ce SoC sécurisé, basse consommation et haute performance est équipé d'un ARM Cortex®-M33 fonctionnant à des vitesses pouvant atteindre 78 MHz, avec une mémoire flash de 512 kB et une RAM de 64 kB. Ses courants actifs et de veille faibles le rendent idéal pour les dispositifs Amazon Sidewalk alimentés par batterie tels que les capteurs de porte, fenêtre et température. Le EFR32SG23 offre une portée fiable au-delà de la porte d'entrée, couvrant des zones comme les bâtiments isolés, les piscines et les spas, avec un budget de liaison de 129,5 dBm pour une communication fiable à longue distance. Le cœur de sécurité dédié prend en charge le Secure Vault™ High de Silicon Labs, offrant une sécurité IoT de premier plan pour protéger les données et dispositifs sans fil contre les attaques à distance et locales.

Le SG28 (EFR32SG28) de Silicon Labs est un autre SoC sans fil sécurisé et à faible consommation d'énergie, conçu pour les appareils Amazon Sidewalk, prenant en charge le Sub-GHz FSK et le Bluetooth Low Energy. Il offre une connectivité fiable en utilisant le Bluetooth Low Energy à l'intérieur de la maison et le Sub-GHz FSK au-delà de la porte d'entrée pour couvrir une portée de réseau plus large. Cet appareil à faible consommation d'énergie est équipé d'un ARM Cortex®-M33 fonctionnant à des fréquences allant jusqu'à 78 MHz, avec 1024 kB de mémoire flash et 256 kB de RAM, prenant en charge jusqu'à 49 GPIOs. Ses faibles courants actifs et en veille le rendent adapté aux appareils finaux alimentés par batterie et aux applications nécessitant plus de ressources. Le budget de liaison du SG28 de 128,6 dBm garantit une communication fiable à longue distance et prend également en charge le noyau de sécurité haute sécurité Secure Vault™ dédié de Silicon Labs, assurant la sécurité des appareils connectés.

Silicon Labs a également lancé le Silicon Labs Pro Kit pour Amazon Sidewalk, fournissant les outils nécessaires pour évaluer et développer des appareils Amazon Sidewalk à haute capacité et évolutifs. Le kit prend en charge les trois protocoles Amazon Sidewalk, notamment Bluetooth Low Energy, sub-GHz FSK et les protocoles sans fil CSS. Ce kit pro sans fil comprend une carte radio KG100S, offrant un design de référence complet qui prend en charge les protocoles Bluetooth, FSK et CSS utilisés dans Amazon Sidewalk. Il inclut également une carte radio BG24 et une carte adaptateur FSK/CSS, adaptées aux clients nécessitant des designs discrets. La carte principale du kit pro sans fil comprend également un débogueur J-LINK intégré avec une interface de traçage de paquets et un port COM virtuel, permettant le développement et le débogage d'applications des cartes radio connectées et du matériel externe via un connecteur d'extension. Ce kit pro Amazon Sidewalk fournit tous les outils nécessaires au développement d'applications IoT à grand volume et évolutives.

La norme Matter facilite la connectivité des appareils domotiques multimarques

Bien que la création d'une maison intelligente soit censée rendre nos vies plus faciles, la gestion des appareils domestiques intelligents peut être fastidieuse, surtout lorsque vous mélangez des appareils de différentes marques. Cela est dû au fait que de nombreux appareils domestiques intelligents ne peuvent être utilisés qu'avec les applications propriétaires du fabricant. Des plateformes comme Google Home, Alexa, HomeKit ou SmartThings prennent en charge des écosystèmes domestiques intelligents plus larges, mais elles sont généralement limitées à leurs écosystèmes respectifs, ce qui réduit vos choix d'appareils.

D'un autre côté, bien que Bluetooth et Wi-Fi soient de bons protocoles de communication car ils sont largement pris en charge, Thread (un protocole de réseau maillé à faible consommation conçu pour les appareils domestiques intelligents Matter) présente plusieurs avantages dans le domaine des maisons intelligentes. Thread est non seulement très économe en énergie (ce qui est important pour les appareils domestiques intelligents alimentés par batterie), mais sa nature de réseau maillé permet aux appareils de relayer des signaux entre eux et d'ajuster et router les données de manière plus efficace automatiquement. Cela rend Thread capable de fournir une connectivité plus robuste et fiable, et il est également facile à étendre.

Matter est une norme de connectivité sans redevance développée par la Connectivity Standards Alliance (CSA). Matter vise à créer un moyen interopérable pour que les appareils intelligents de la maison communiquent entre eux. Avec Matter, vous pouvez connecter des appareils domestiques intelligents certifiés Matter (tels que des interrupteurs d'éclairage ou des thermostats) à une application ou un hub compatible Matter, quel que soit le fabricant.

Actuellement, l'iPhone 15 Pro et Pro Max de Apple sont équipés de radios Thread, ce qui en fait les premiers smartphones à disposer de cette capacité. Les nouvelles versions iOS 17.6, macOS 14.6, watchOS 10.6 et tvOS 17.6 ajouteront également une prise en charge de la référence de code pour ces nouvelles fonctionnalités. D'autre part, certains appareils mobiles fonctionnant sous Android 15 prendront en charge le protocole Thread, ce qui contribuera à l'adoption rapide des appareils de maison intelligente Matter.

Conclusion

Amazon Sidewalk est un service réseau spécifiquement conçu pour les appareils IoT, visant à fournir une connectivité plus large pour les appareils intelligents dans les maisons et les quartiers. En utilisant le Bluetooth à faible bande passante et la bande de fréquence 900 MHz, Amazon Sidewalk peut étendre la couverture des appareils, même dans les zones où les signaux Wi-Fi sont faibles ou inexistants. Cette technologie améliore non seulement les performances des appareils et l'expérience utilisateur, mais offre également des solutions plus flexibles pour le positionnement, la surveillance et la gestion des appareils. L'émergence d'Amazon Sidewalk injecte un nouvel élan dans le développement des maisons intelligentes et des villes intelligentes, permettant aux appareils IoT de fonctionner plus intelligemment et efficacement. Silicon Labs a lancé un environnement de développement et des solutions complètes pour Amazon Sidewalk, faisant de lui l'un des meilleurs partenaires pour le développement de produits connexes. Par ailleurs, iOS et Android ont également commencé à supporter la norme Matter, ce qui rendra plus pratique les connexions entre appareils domestiques intelligents de différentes marques, ouvrant la voie à la promotion des applications futures pour la maison intelligente.