智能家居和物联网的测试与认证

物联网(IoT)的持续兴起不会很快放缓。

Forbes预测，到2023年，蜂窝物联网连接的数量将达到35亿。然而，将智能设备推向市场的过程需要应对多重挑战。从平衡市场风险与不断增加的创新到安全问题，有许多需要考虑的因素。

消费者应该能够相信，当在构建智能家居时，连接的设备会按承诺工作。测试和合规性有助于实现真正智能家居的目标，同时还可以建立品牌声誉并维护消费者信任。

如果企业没有考虑到智能家居产品在现实环境中可能会失败，或者在通过所需的全球监管标准测试时可能会失败，那么其市场发布可能会放缓，消费者信心也会丧失。发布前测试让我们仍有机会解决设计缺陷，例如电池设计引起的过热，并将代价高昂的延迟和产品召回的风险降至最低。那么，我们应该从哪里开始，在上市之前要考虑哪些主要因素呢?

电磁兼容性(EMC)设计

智能家居设备在复杂的电磁干扰(EMI)环境中运行。智能家居中来自其他连接设备的传感器可能会影响设备性能，增加消费者的安全风险。例如，如果发生火灾，EMI导致的智能烟雾探测器故障可能会使居民处于危险之中。

许多国家要求电子产品在进入市场之前通过相关电磁兼容性(EMC)标准和要求的认证。如果产品第一次未通过EMC测试，则可能需要修改设计，并重新测试以证明合规性。

因此，智能家居和物联网设备制造商应规划EMC测试，以避免延迟和增加发布计划的成本。

特定吸收率(SAR)暴露标准

与其他带有无线电天线的设备一样，如微波炉和手机，智能家居设备会发射无线电频率(RF)，环境和人体可能会吸收这些无线电频率。行业研究表明，长期暴露在高射频辐射水平下可能会导致组织损伤等健康危害。

智能家居设备的设计和制造不应超出安全的射频暴露法规，例如美国联邦通信委员会(FCC)的要求，即使在现有产品中添加发射器也是如此。特定吸收率(SAR)测量在一段时间内使用无线设备时，生物组织吸收射频能量的吸收率。

许多国家要求通过SAR测试对所有无线设备进行射频暴露评估。当然，每个国家的SAR限值可能会有所不同，美国的SAR限值为1.6瓦特/千克(W/kg)，低于欧洲2.0 W/kg的限值。

射频暴露

凭借更快的速度和更广泛的可用性，5G有望在全球范围内推动智能家居的采用。然而，允许用户同时发送和接收数据的多输入多输出(MIMO)天线增加了5G智能家居设备的复杂性。此外，5G技术引入了一种新的毫米波(mmWave)频谱，其工作频率为24-90 GHz，高于现有4G部署的6GHz以下频率。

制造商在测试5G智能家居设备的毫米波合规性时面临着各种挑战。例如，传统的毫米波测试设备仅限于50 GHz的上限频率，需要添加外部谐波混频器才能测量更宽的带宽。

5G设备的合规性测试需要许多场组合和配置，制造商需要评估多个同步发射机在宽信道带宽内的暴露情况，包括SAR和功率密度的综合暴露情况。

更智能的未来

智能家居设备真正的智能之处在于，其能够通过传感器和软件将物理世界和数字世界连接起来，实现日常任务的自动化。例如，可以使用语音控制连接到智能家居移动应用的智能照明。与其他设备和互联网的连接给智能家居产品设计师带来了额外的挑战。智能家居设备必须符合电子产品的电磁能力(EMC)和无线测试安全标准，以及蓝牙和Matter等行业协议，并提供安全连接以提供良好的用户体验。