多模无线连接芯片如何助力智能家居企业赢得终端用户
随着物联网应用的日益普及，用户对智能家居设备有了更高的需求，许多智能家居用例都要求IoT设备能够同时支持Zigbee和Bluetooth LE两种低功耗连接协议。2020年，全球智能家居市场市值超过了790亿美元，并以25.3%的年复合增长率增长。预计到2026年，其市值接近3140亿美元。
智能家居领域常用的通讯协议主要有Bluetooth LE、WiFi和Zigbee等。由于用户智能手机、平板电脑和其他智能设备已经自带蓝牙和WiFi功能，所以蓝牙和WiFi广为业内人士和消费者所熟知，而对Zigbee听闻较少，但这并不表示Zigbee不重要。
事实上，Zigbee历史悠久并广泛应用于智能家居生态系统。根据Mordor Intelligence数据显示，Zigbee市场将在2021年~2026年以12.6%的年复合增长率快速增长，这主要得益于Zigbee在智能家居领域的广泛应用。Zigbee可提供低功耗、低成本的组网解决方案，是众多如智能门铃、智能照明系统、智能门锁安全系统等IoT设备的理想选择。
Bluetooth LE兼容平台设备，Zigbee则更适合组网。为了撷取两者之长，许多智能设备开发人员和制造商竭力寻找能同时支持Zigbee和Bluetooth LE两种协议的最佳解决方案：即Zigbee/Bluetooth LE多模连接芯片。
Zigbee/Bluetooth LE多模连接芯片在智能家居领域的应用
使用多模连接芯片来开发智能家居设备可在多方面改进智能家居生态系统。比如，用户分别安装了智能门锁、智能照明系统和智能暖通空调系统——这些系统设备可以通过Zigbee连接到同一个网络，并确保设备无缝地操作运行，而仅通过智能手机单一控制的话，很难实现这种全屋联动。
上述案例中，如果智能门锁采用了同时支持Zigbee和Bluetooth LE的多模连接芯片，那么用户可使用支持Bluetooth LE的智能手机直接向整个智能家居生态系统发送指令。当用户到家时，通过手机发送Bluetooth LE指令到智能门锁来开门，然后智能门锁会单独发送一条Zigbee指令到整个智能家居系统来开灯，以及根据用户偏好设置智能恒温器温度等。
除了可以实现以上全屋智能家居自动化场景，多模连接芯片还可以提高智能家居生态系统设备的维护效率。设备制造商无需有线连接，便可通过OTA升级提供安全补丁和其他软件更新，远程维护IoT设备。部分OTA升级时传输数据较多，这可能会阻塞数据速率相对较低的Zigbee网络。但如果智能设备同时具备Bluetooth LE和Zigbee功能，用户便可通过数据吞吐量更高的Bluetooth LE协议进行OTA升级。
常见的多模设备操作模式
以前，在智能家居生态系统中只有在单设备上使用多个连接芯片才能实现这种灵活性（比如一个支持Zigbee，另一个支持Bluetooth LE）。多芯片解决方案不仅大大增加了BOM成本，还迫使开发人员需要考虑两个不同无线协议之间的通信问题，从而加大了系统设计难度。
现在，多模连接芯片简化了设计流程，降低了总体BOM成本，为开发高性能、低成本的智能家居设备奠定了基础。这些智能设备可通过以下几种方式生产:
- 双启动模式：设备生产过程中，Zigbee和Bluetooth LE两种类型的固件会分别存放在芯片Flash的不同部分。通过特定的启动设置决定设备从哪个映像启动。设备可以通过外部触发事件(如特殊的密钥组合)重置设备来切换不同协议。
- 双配对模式：这种类型的设备在出厂时装载了支持多协议的单一固件。当设备上电以后，会自动搜索周边环境中存在的协议并按照一定规则自动配对。配对完成后，如不进行恢复出厂设置，设备将始终在配对协议下运行。
- 并行模式: 这种类型的设备同样在统一固件中同时支持多协议。与上一种模式不同的是，设备上电后能够与Bluetooth LE设备配对，并加入Zigbee网络。这样对用户来说该设备同时无缝工作在两种不同的协议中。
泰凌是多模连接SoC芯片方案的先行者
自2016年便问世的第一代多模产品迭代至今，泰凌最新的无线连接SoC在同一芯片上支持包括Bluetooth LE、Bluetooth Mesh、Zigbee、HomeKit、Thread及Matter等多种协议，并可在协议栈开发和设备制造过程中配置多种类型的固件，实现前文提到的各类模式。例如，TLSR8258同时支持Zigbee和Bluetooth LE协议的并行模式，使智能设备能够与手机等Bluetooth LE设备配对，并同时加入Zigbee网络进行组网通信。
随着智能家居市场的持续发展，支持多生态协议并能够方便互通的产品将成为设备制造商赢得用户的关键要素。选择多模连接芯片以及丰富灵活的解决方案无疑为智能家居企业赢得终端用户的青睐奠定了坚实的基础。