借助低功耗网状网络技术降低网关能耗

作者：Wael Guibene，芯科科技生态系统技术主管

互联网宽带业务历来竞争激烈，终极目标在于实现最高吞吐量。然而，可持续发展意识日渐增强，包括欧盟关于待机模式的生态设计法规等能源法规日趋严格，正在改变互联网服务提供商（ISP）的游戏规则。ISP必须时刻保持竞争状态，持续参与吞吐量竞争；与此同时，还必须从根本上降低网关能耗，从而遵守法规并呼吁客户积极响应环保倡议。

但是，如何在不影响智能家居用户体验的情况下降低网关能耗？

本文介绍了芯科科技（Silicon Labs）的新型低功耗网状网络技术（已申请专利），该技术可显著降低各大制造商用户端设备（CPE）的能耗，同时改善智能家居用户体验。

始终在线的客户端设备的隐性能源成本

智能恒温器、照明、安全传感器和摄像头等物联网设备可为用户提供前所未有的便利性和自动化水平。然而，智能家居设备激增也会直接或间接增加能耗。网关和路由器等客户端设备（CPE）是联网家庭的核心支柱。通常，CPE始终处于在线状态，以确保安全摄像头、恒温器或泄漏检测仪等关键应用无论在任何情况下都能正常运行。然而，即使没有网络活动，CPE也会全功率运行，比如夜晚或用户休假期间。毋庸置疑，始终在线的CPE能源成本十分高昂，而且业主往往对费用不甚了解。

芯科科技低功耗网状网络技术简介

芯科科技借助 Matter 和 Thread 等新协议掀起网关能效革命，CPE可在空闲期间进入睡眠状态并在必要时立即唤醒。对于用户而言，不仅可以实现完全无缝衔接，而且直观易用。网状网络连接可支持物联网设备在需要连接时自动触发唤醒。这样既可以显著降低能耗，又能改善智能家居用户体验。

CPE – 睡眠模式与唤醒事件无缝切换

智能唤醒触发功能可支持CPE进入深度睡眠状态，使功耗降至最低水平，而且能够随时唤醒，对智能家居活动做出响应。例如，如果运动传感器检测到人或者物体的移动或业主开启智能锁，CPE会立即唤醒并恢复全连通性。睡眠模式与活动模式之间的无缝转换可确保用户充分体验智能家居的便利性和安全性，避免不必要的能源成本。

集成Matter与Thread

芯科科技低功耗网状网络技术通过启用由这些相关协议触发的唤醒事件，充分发挥Matter和Thread协议的功能。例如，支持Matter或Thread的设备（例如智能恒温器或安全传感器）可以发送信号将CPE从睡眠模式唤醒。这样可确保即使CPE处于节能状态，仍然可以立即对关键事件做出响应，用户不必担心发生延迟或丧失功能。

这种方法对于安全系统和能源管理等应用尤其有效。安全摄像头或运动传感器可以在最低功耗状态下保持网络连接，只有检测到活动才会唤醒CPE。同样，智能恒温器等环境控制设备可在需要调节温度时唤醒CPE，既保障舒适的家庭环境，又不会浪费能源。

低功耗网状网络技术用例

1. 夜间模式

到了晚上，绝大多数家庭几乎都停止活动。智能灯、安全摄像头和传感器等设备通常处于待机模式，保持连接难免产生功耗。如果家中采用传统的始终在线的CPE，即使网络几乎没有任何通信，网关仍会全面运行。部署芯科科技低功耗网状网络技术后，CPE可在空闲期间进入睡眠模式。只有当运动传感器检测到人或物体活动或用户与系统进行交互时，才会唤醒CPE。这样可以大幅降低功耗，同时确保安全等基本功能保持运行：

• 传统CPE不提供睡眠模式，整夜运行可能会消耗10-15瓦电量。
• 采用芯科科技睡眠模式，CPE的功耗可能低于1瓦，在低活跃度期间可以将功耗降低90%以上。

2. 度假模式

如遇假期或长时间外出，诸如灯和暖通空调系统等智能家居设备的使用频率可能会大大降低。然而，CPE仍会全面运行，消耗电量。

芯科科技的解决方案可在家中无人居住时将CPE设置为休眠模式，只有当发生关键事件时才会被唤醒，例如支持Thread的安全传感器发出警报或支持Matter的恒温器进行远程温度调节。这样可以显著降低能耗，同时保证住宅安全性并提高灵敏度。

能耗比较：

• 如未采用芯科科技技术，房屋空置期间CPE每天可能会消耗50-75瓦电量。
• 采用芯科科技睡眠模式后，能耗降至10-15瓦，可为业主在度假期间节省高达80%的能源成本。

3. 非主要居所

非主要居所或度假房屋通常配备联网设备，例如安全系统或环境监测器，这些设备长期处于待机状态。按照惯例，CPE会全天候运行，确保这些系统保持通信。芯科科技的技术支持非主要居所中的CPE进入深度睡眠状态，同时通过Matter或Thread保持网络连接。智能锁或环境传感器等设备可以根据需要唤醒CPE，但在此之前，CPE保持最低功耗。

这种方法旨在确保业主可以远程监测和控制他们的非主要居所，避免能源浪费：

• 如未提供睡眠模式，即使房屋空置，CPE每天也会消耗100-150瓦电量。
• 借助芯科科技的技术，功耗可降低至20-25瓦，长期能耗降低80-85%。

遵守欧盟新能源法规

即将出台的欧盟生态设计法规2023/826对包括CPE在内的电子设备能耗设定了更新、更严格的限制。该法规对连接设备的关机模式和待机功耗做出严格限制，要求制造商和服务提供商寻找保持设备功能并降低能耗的解决方案。芯科科技的CPE睡眠模式技术完全符合这些新标准，使服务提供商可在遵守法规的前提下提供节能智能家居解决方案。CPE将在非使用期间进入深度睡眠状态，同时仍然可以通过Matter或Thread保持唤醒功能，确保服务提供商能够满足消费者的期望和监管要求。

为智能家居铸就更智能、更节能的未来

芯科科技的低功耗网状网络技术支持CPE使用Matter或Thread触发器进入睡眠和唤醒模式，为智能家居能源管理开创了一种革命性的方法。通过降低功耗并改善智能家居用户体验，这项技术可以帮助业主节省能源、降低成本以及保持智能家居响应灵敏度。