智能家居和物聯(lián)網(wǎng)的測試與認證

物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的持續(xù)興起不會很快放緩。

Forbes預測，到2023年，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接的數(shù)量將達到35億。然而，將智能設備推向市場的過程需要應對多重挑戰(zhàn)。從平衡市場風險與不斷增加的創(chuàng)新到安全問題，有許多需要考慮的因素。

消費者應該能夠相信，當在構建智能家居時，連接的設備會按承諾工作。測試和合規(guī)性有助于實現(xiàn)真正智能家居的目標，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)管標準測試時可能會失敗，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會解決設計缺陷，例如電池設計引起的過熱，并將代價高昂的延遲和產(chǎn)品召回的風險降至最低。那么，我們應該從哪里開始，在上市之前要考慮哪些主要因素呢?

電磁兼容性(EMC)設計

智能家居設備在復雜的電磁干擾(EMI)環(huán)境中運行。智能家居中來自其他連接設備的傳感器可能會影響設備性能，增加消費者的安全風險。例如，如果發(fā)生火災，EMI導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電磁兼容性(EMC)標準和要求的認證。如果產(chǎn)品第一次未通過EMC測試，則可能需要修改設計，并重新測試以證明合規(guī)性。

因此，智能家居和物聯(lián)網(wǎng)設備制造商應規(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)暴露標準

與其他帶有無線電天線的設備一樣，如微波爐和手機，智能家居設備會發(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致組織損傷等健康危害。

智能家居設備的設計和制造不應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測試對所有無線設備進行射頻暴露評估。當然，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智能家居設備的復雜性。此外，5G技術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)日常任務的自動化。例如，可以使用語音控制連接到智能家居移動應用的智能照明。與其他設備和互聯(lián)網(wǎng)的連接給智能家居產(chǎn)品設計師帶來了額外的挑戰(zhàn)。智能家居設備必須符合電子產(chǎn)品的電磁能力(EMC)和無線測試安全標準，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。

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