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物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的持續(xù)興起不會很快放緩。
Forbes預(yù)測,到2023年,蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接的數(shù)量將達到35億。然而,將智能設(shè)備推向市場的過程需要應(yīng)對多重挑戰(zhàn)。從平衡市場風(fēng)險與不斷增加的創(chuàng)新到安全問題,有許多需要考慮的因素。
消費者應(yīng)該能夠相信,當(dāng)在構(gòu)建智能家居時,連接的設(shè)備會按承諾工作。測試和合規(guī)性有助于實現(xiàn)真正智能家居的目標(biāo),同時還可以建立品牌聲譽并維護消費者信任。
如果企業(yè)沒有考慮到智能家居產(chǎn)品在現(xiàn)實環(huán)境中可能會失敗,或者在通過所需的全球監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)測試時可能會失敗,那么其市場發(fā)布可能會放緩,消費者信心也會喪失。發(fā)布前測試讓我們?nèi)杂袡C會解決設(shè)計缺陷,例如電池設(shè)計引起的過熱,并將代價高昂的延遲和產(chǎn)品召回的風(fēng)險降至最低。那么,我們應(yīng)該從哪里開始,在上市之前要考慮哪些主要因素呢?
電磁兼容性(EMC)設(shè)計
智能家居設(shè)備在復(fù)雜的電磁干擾(EMI)環(huán)境中運行。智能家居中來自其他連接設(shè)備的傳感器可能會影響設(shè)備性能,增加消費者的安全風(fēng)險。例如,如果發(fā)生火災(zāi),EMI導(dǎo)致的智能煙霧探測器故障可能會使居民處于危險之中。
許多國家要求電子產(chǎn)品在進入市場之前通過相關(guān)電磁兼容性(EMC)標(biāo)準(zhǔn)和要求的認(rèn)證。如果產(chǎn)品第一次未通過EMC測試,則可能需要修改設(shè)計,并重新測試以證明合規(guī)性。
因此,智能家居和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商應(yīng)規(guī)劃EMC測試,以避免延遲和增加發(fā)布計劃的成本。
特定吸收率(SAR)暴露標(biāo)準(zhǔn)
與其他帶有無線電天線的設(shè)備一樣,如微波爐和手機,智能家居設(shè)備會發(fā)射無線電頻率(RF),環(huán)境和人體可能會吸收這些無線電頻率。行業(yè)研究表明,長期暴露在高射頻輻射水平下可能會導(dǎo)致組織損傷等健康危害。
智能家居設(shè)備的設(shè)計和制造不應(yīng)超出安全的射頻暴露法規(guī),例如美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)的要求,即使在現(xiàn)有產(chǎn)品中添加發(fā)射器也是如此。特定吸收率(SAR)測量在一段時間內(nèi)使用無線設(shè)備時,生物組織吸收射頻能量的吸收率。
許多國家要求通過SAR測試對所有無線設(shè)備進行射頻暴露評估。當(dāng)然,每個國家的SAR限值可能會有所不同,美國的SAR限值為1.6瓦特/千克(W/kg),低于歐洲2.0 W/kg的限值。
射頻暴露
憑借更快的速度和更廣泛的可用性,5G有望在全球范圍內(nèi)推動智能家居的采用。然而,允許用戶同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的多輸入多輸出(MIMO)天線增加了5G智能家居設(shè)備的復(fù)雜性。此外,5G技術(shù)引入了一種新的毫米波(mmWave)頻譜,其工作頻率為24-90 GHz,高于現(xiàn)有4G部署的6GHz以下頻率。
制造商在測試5G智能家居設(shè)備的毫米波合規(guī)性時面臨著各種挑戰(zhàn)。例如,傳統(tǒng)的毫米波測試設(shè)備僅限于50 GHz的上限頻率,需要添加外部諧波混頻器才能測量更寬的帶寬。
5G設(shè)備的合規(guī)性測試需要許多場組合和配置,制造商需要評估多個同步發(fā)射機在寬信道帶寬內(nèi)的暴露情況,包括SAR和功率密度的綜合暴露情況。
更智能的未來
智能家居設(shè)備真正的智能之處在于,其能夠通過傳感器和軟件將物理世界和數(shù)字世界連接起來,實現(xiàn)日常任務(wù)的自動化。例如,可以使用語音控制連接到智能家居移動應(yīng)用的智能照明。與其他設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)的連接給智能家居產(chǎn)品設(shè)計師帶來了額外的挑戰(zhàn)。智能家居設(shè)備必須符合電子產(chǎn)品的電磁能力(EMC)和無線測試安全標(biāo)準(zhǔn),以及藍牙和Matter等行業(yè)協(xié)議,并提供安全連接以提供良好的用戶體驗。