如何运用低功耗网状网络技术降低智能家居网关能耗

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其用户提供前所未有的便利，达到空前的自动化水平。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，确保无论在任何情况下安防摄像头、恒温器或检漏仪等关键应用都能正常运行。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。

Silicon Labs 低功耗网状网络技术简介

Silicon Labs 借助 Matter 和 Thread 等新协议掀起网关能效革命，CPE 可在闲置期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。网状连接可让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让 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无缝过渡可确保用户充分体验智能家居的便捷性和安全性，避免不必要的能源成本。

集成 Matter 与 Thread

Silicon Labs 低功耗网状网络技术启用相关协议触发的唤醒事件，充分发挥 Matter 和 Thread 协议功效。例如，支持 Matter 或 Thread 的设备（例如，智能恒温器或安全传感器）可以发送信号唤醒 CPE，使其从睡眠模式苏醒过来。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功能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。

用例

1. 夜间模式

到了晚上，绝大多数家庭几乎停止活动。智能灯、安全摄像头和传感器等设备通常处于备用模式，保持连接难免产生功耗。如果家中采用传统的始终在线 CPE，即使网络几乎没有任何通信，网关仍会全面运行。部署 Silicon Labs 低功耗网状网络技术后，CPE 可在闲置期间进入睡眠模式。只有当运动传感器检测到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，同时确保基本功能（例如，安全功能）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 Silicon Labs 睡眠模式后，CPE 的功耗可能低于 1 瓦，低活跃度期间可以使功耗降低 90% 以上。

2. 度假模式

如遇假期或长时间外出，智能家居设备（例如，灯和暖通空调系统）使用频率可能会大大降低。不过，CPE 仍会全面运行，消耗电量。

Silicon Labs 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（例如，启用 Thread 的安全传感器发出警报或启用 Matter 的恒温器进行远程温度调节）时才会唤醒。这样可以显著降低能耗，同时保证住宅安全并提高灵敏度。

能耗比较：

• 如未采用 Silicon Labs 技术，房屋空置期间 CPE 每天可能会消耗 50-75 瓦电量。
• 采用 Silicon Labs 睡眠模式后，能耗降至 10-15 瓦，度假期间可为业主节省高达 80% 的能源成本。

3. 非主要居所

非主要居所或度假屋通常配备联网设备，例如安全系统或环境监测器，此类设备长期处于备用状态。按照惯例，CPE 会全天候运行，确保这些系统保持通信。Silicon Labs 技术允许非主要居所 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 需保持最低功耗。

这种方法旨在确保业主可以远程监测和操控非主要居所，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。
• 在 Silicon Labs 技术的帮助下，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条例2023/826对包括 CPE 在内的电子设备能耗做出了更新、更严格的限制。该条例对连接设备的关机和备用功耗做出严格限制，要求制造商和服务提供商寻找保持设备运行并降低能耗的解决方案。Silicon Labs CPE 睡眠模式技术完全符合这些新型标准，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，确保服务提供商满足消费者期望和监管要求。

智能家居铸就更智能、更节能的未来

Silicon Labs 低功耗网状网络技术支持 CPE 利用 Matter 或 Thread 触发器进入睡眠和唤醒模式，开创了突破性智能家居能源管理方法。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、降低成本及保持智能家居响应灵敏度。消费者和监管机构面临的能效压力日益加剧。