調(diào)試是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生命周期的前幾個步驟；它是在您使用新購買的智能家居設(shè)備的最初幾分鐘內(nèi)完成的。第一步是拆箱設(shè)備，第二步是將它與您的家庭網(wǎng)絡(luò)配對。從消費者的角度來看，這個配對步驟通常非常簡單。

最糟糕的用戶體驗是復(fù)雜的配對設(shè)備。沒有消費者愿意閱讀目錄或深入研究配對智能家居產(chǎn)品的技術(shù)方面。他們想要的只是打開盒子，按下一兩個按鈕，滑動兩三次，然后讓設(shè)備運行起來。

但整個配對過程中實際發(fā)生的情況對設(shè)備生命周期的可靠性具有重要意義。配對涉及將無線設(shè)備配置到其環(huán)境中（用于調(diào)整功率級別和同步等參數(shù)）以及配置設(shè)備。

配置或身份驗證是證明設(shè)備身份的過程。配置有助于保護用戶免受假冒設(shè)備的侵害——更不用說每個網(wǎng)絡(luò)都必須有一個可靠的配置協(xié)議來保護自己免受可能試圖與網(wǎng)絡(luò)配對以訪問敏感信息的入侵者和黑客的侵害。

因此，當(dāng)您想到調(diào)試時，您必須考慮拆箱、配置、連接和配置。這四個步驟應(yīng)該安全、無縫、快速地完成。然而，消費者尋求一個簡單直觀的過程。那么，目前有哪些技術(shù)可用于執(zhí)行無線調(diào)試，它們是如何工作的？

當(dāng)今最直觀的調(diào)試技術(shù)是近場通信 (NFC)。

使用 NFC 進行配置

我的一位工程英雄總是說“你可以只用基礎(chǔ)知識做很多事情?！?他的智慧適用于 NFC 如何使用簡單的感應(yīng)機制來“掃描”設(shè)備身份。當(dāng) NFC 閱讀器靠近 NFC 標(biāo)簽時，兩個設(shè)備上的電感器形成一個互感通道，在該通道上進行信息交換（圖 2）。

圖 2NFC 是智能家居中最常用的無線調(diào)試技術(shù)。資料來源：Silicon Labs

NFC 標(biāo)簽的身份可以通過使用 NFC 閱讀器刷過它來確認。對于智能家居消費者來說，這意味著用手機刷一下新買的燈泡來證明其身份。事情沒有比這更直觀了。人類喜歡從刷卡對象中獲得的肯定感，就像信用卡交易中常見的那樣。

NFC 配置雖然直觀，但也有一個缺點：增加了成本和占地面積。NFC?電路不占用大量面積并且是相對便宜的組件。但是，NFC 電路應(yīng)該在整個設(shè)備生命周期中僅使用一次，并且僅用于一項任務(wù)：配置設(shè)備。因此，即使成本低至 10 美分，NFC 電路也證明是原始設(shè)備制造商通常不想承擔(dān)的負擔(dān)。

另一個缺點是 NFC 的功能有限。調(diào)試是一個多步驟操作，NFC 可以很好地處理配置；但是，這不包括配置設(shè)備并將其連接到網(wǎng)絡(luò)。NFC 標(biāo)簽是被動數(shù)據(jù)存儲，可以由 NFC 設(shè)備讀取和在某些情況下寫入。它們通常包含少量數(shù)據(jù)——數(shù)千字節(jié)——并且在正常使用中是只讀的。如此少量的數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)其他任何目標(biāo)。

此外，NFC 標(biāo)簽在節(jié)點數(shù)量較多時無法很好地擴展。在智能家居場景中，這可能不是什么大問題，但在安裝人員需要同時調(diào)試數(shù)千個節(jié)點的智能建筑環(huán)境中，這可能是一個挑戰(zhàn)。用智能手機刷每個節(jié)點可能需要幾天時間。委托放置在難以到達的地方的智能家居產(chǎn)品也會產(chǎn)生很大的不同，例如連接到空調(diào)機組的維護傳感器網(wǎng)絡(luò)。用戶會很高興看到一種遠程安全地調(diào)試此類節(jié)點的方法。

圖 3幾種無線技術(shù)為智能家居設(shè)置提供遠程調(diào)試功能。資料來源：Silicon Labs

遠程調(diào)試技術(shù)

那么，是否有一種遠程、可擴展且不增加額外成本的技術(shù)？雖然遠程調(diào)試仍處于早期階段，但實際上存在一系列技術(shù)并處于開發(fā)階段。這包括藍牙身份驗證和配對、Z-wave 智能啟動和?Zigbee?Direct。三者之間的共同點是它們使用戶能夠在不增加成本的情況下遠程調(diào)試設(shè)備，因為它們都使用相同的底層無線電技術(shù)來調(diào)試他們的終端設(shè)備。

因此，智能設(shè)備制造商可以避免為了實現(xiàn)遠程調(diào)試而集成額外的無線電或電路。遠程調(diào)試技術(shù)還可以對使用中的設(shè)備進行持續(xù)認證。由于配置是遠程完成的，因此可以在設(shè)備生命周期中重復(fù)進行，以確認其身份并檢查其健康狀況。最后但并非最不重要的一點是，遠程調(diào)試使可擴展性成為可能。借助遠程調(diào)試技術(shù)，未來可以輕松調(diào)試數(shù)千個節(jié)點。

圖 4Zigbee Direct 是目前正在開發(fā)的一項功能，允許用戶使用智能手機、平板電腦和其他支持藍牙的設(shè)備與其 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)進行無縫交互。這反過來又簡化了調(diào)試過程。資料來源：Silicon Labs

那么，這些技術(shù)提供了什么？讓我們探索使用最廣泛的連接機制之一：藍牙。藍牙配對的最基本形式稱為 Just Works，它提供了配對兩個藍牙設(shè)備的最簡單路徑。但是，它沒有提供一種方法來驗證設(shè)備成為連接的一部分并使網(wǎng)絡(luò)容易受到攻擊。

例如，當(dāng)?shù)谌齻€設(shè)備（惡意設(shè)備）冒充兩個合法設(shè)備中的一個或兩個時，就會發(fā)生中間人攻擊。在這里，惡意設(shè)備會路由其他兩個設(shè)備之間的通信，讓合法設(shè)備在它們的連接受到破壞時產(chǎn)生它們直接相互連接的錯覺。這種設(shè)置不僅允許惡意設(shè)備攔截所有正在發(fā)送的數(shù)據(jù)，而且還允許它在通信到達預(yù)期接收者之前將虛假數(shù)據(jù)注入通信或刪除數(shù)據(jù)。

為了抵消這種威脅，可以使用數(shù)字比較配對來改進 Just Works，但它在最后增加了一個步驟，違背了簡單藍牙配對的目的。市場需要一個自動化且簡單的遠程調(diào)試流程，但不幸的是，我們還沒有。我們沒有看到可以簡化調(diào)試并將其帶入零接觸體驗的協(xié)議。然而，我們已經(jīng)接近解決這個問題了。有了正確的愿景，今天發(fā)生的發(fā)展將使我們達到無線調(diào)試的圣杯。