Matter集百家所長(zhǎng)，智能家居看到未來(lái)

當(dāng)今智能家居解決方案還處于碎片化或單獨(dú)品牌的局部聯(lián)通，整個(gè)行業(yè)沒(méi)有統(tǒng)一的硬件標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議，來(lái)自于不同廠家的智能電視、智能燈光、智能冰箱等設(shè)備，無(wú)法通過(guò)同一個(gè)中央控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的控制和管理。而隨著Matter標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，將有機(jī)會(huì)改變這一現(xiàn)狀。在之前的文章《從Zigbee到Matter，智能家居碎片化時(shí)代或?qū)⒔K結(jié)》中我們簡(jiǎn)要介紹了Matter的由來(lái)，現(xiàn)在我們將對(duì)集百家所長(zhǎng)的Matter進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并對(duì)智能家居的未來(lái)進(jìn)行展望。

什么是Matter

Matter是一種智能家居的新興標(biāo)準(zhǔn)，其旨在將不同的智能家居設(shè)備和生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)合起來(lái)以實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。Matter是物聯(lián)網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn)“Project CHIP"的前身，由蘋(píng)果、Google、亞馬遜等企業(yè)和Zigbee聯(lián)盟于2019年底制定。隨后在2021年5月正式更名為“Matter”。

Matter的最大優(yōu)勢(shì)在于它可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，這使得用戶(hù)可以不再受到單一品牌智能家居設(shè)備的束縛，從而更容易將智能家居加速普及。事實(shí)上，以往購(gòu)買(mǎi)智能家居設(shè)備時(shí)，消費(fèi)者通常需要注意設(shè)備是否與Alexa、Apple HomeKit、Hey Google或SmartThings等智能家居生態(tài)系統(tǒng)兼容，這往往讓購(gòu)買(mǎi)過(guò)程變得十分復(fù)雜。

對(duì)于智能家居設(shè)備的終端廠商而言，開(kāi)發(fā)智能家居就必須應(yīng)對(duì)眾多智能家居生態(tài)系統(tǒng)，確保每臺(tái)設(shè)備都是兼容的，這將增加開(kāi)發(fā)的難度和成本。而有了Matter這個(gè)智能家居標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備的互聯(lián)互通將變得更加容易，也將降低開(kāi)發(fā)的難度和成本。

也就是說(shuō)為了解決當(dāng)今智能家居市場(chǎng)這樣的亂象：通信協(xié)議混雜，平臺(tái)支持不完善，生態(tài)之間有巨大的壁壘，用戶(hù)體驗(yàn)糟糕等等問(wèn)題，Matter 應(yīng)運(yùn)而生。

Matter 是一套開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，不向設(shè)備商抽取傭金。同時(shí)，Zigbee 聯(lián)盟在發(fā)布 Matter 時(shí)正式更名為連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟(CSA)，希望通過(guò)更泛化的名稱(chēng)吸引更多廠商參與。Matter 可以被看作是各家公司共同開(kāi)發(fā)的結(jié)果，旨在為智能家居提供一種互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。Matter 設(shè)計(jì)了一套統(tǒng)一的設(shè)備配對(duì)流程，用戶(hù)可以通過(guò)掃碼、NFC、手動(dòng)輸入代碼等方式與設(shè)備配對(duì)，將設(shè)備接入 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)。這套流程類(lèi)似于HomeKit 設(shè)備注冊(cè)流程，只不過(guò) HomeKit 設(shè)備使用蘋(píng)果的專(zhuān)有通信協(xié)議，而 Matter 設(shè)備使用通用協(xié)議。每個(gè) Matter 設(shè)備都有一個(gè)設(shè)置碼，用戶(hù)可以通過(guò)設(shè)置碼將 Matter 設(shè)備注冊(cè)到不同的平臺(tái)上，從而克服了平臺(tái)間的障礙。這意味著不同平臺(tái)的用戶(hù)可以共同控制家居設(shè)備，并在不同房間使用不同品牌的智能音箱控制設(shè)備。

Matter 不僅僅是一個(gè)互聯(lián)協(xié)議，還是一種產(chǎn)品認(rèn)證。它的 Logo 由三個(gè)指向同一中心的箭頭組成，代表蘋(píng)果、谷歌和亞馬遜三家公司的聯(lián)合。符合 Matter 標(biāo)準(zhǔn)的智能家居產(chǎn)品未來(lái)將在產(chǎn)品包裝或機(jī)身上印上這個(gè) Logo。

Matter的構(gòu)成

Matter 位于最上層，可以被視為一種語(yǔ)言，用于智能家居設(shè)備之間的交流。只要智能家居設(shè)備使用 Matter 這種語(yǔ)言，它們就可以直接互相交流，而不需要通過(guò)網(wǎng)關(guān)。TCP/UDP 則類(lèi)似于不同形式的郵件和包裹，通過(guò)各種傳輸技術(shù)(位于最底層)，被寄送到各個(gè)智能家居設(shè)備的門(mén)牌號(hào)(IPv6)。更底層的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，類(lèi)似于各種快遞方式，它們的速度和穩(wěn)定性可能存在差異，但都是將郵件投遞到對(duì)應(yīng)的門(mén)牌號(hào)。

由此可見(jiàn)，Matter 在智能家居系統(tǒng)中的作用是極其重要的。它通過(guò)將不同的智能家居設(shè)備聯(lián)合起來(lái)，為用戶(hù)提供了更加便利的使用體驗(yàn)。與此同時(shí)，它也為設(shè)備制造商帶來(lái)了巨大的好處。因?yàn)橹灰裱?Matter 標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)制造商都可以生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，無(wú)需考慮與其他制造商設(shè)備的兼容性，從而大大降低了開(kāi)發(fā)難度和成本。

Matter能做什么

如果你購(gòu)買(mǎi)到一個(gè) Matter 認(rèn)證的產(chǎn)品，那么：

該產(chǎn)品能夠無(wú)縫加入任何支持 Matter 的生態(tài)，如 HomeKit、Google Home、Alexa 或其他第三方生態(tài)，并使用該生態(tài)提供的所有基礎(chǔ)和高級(jí)功能。

不需要購(gòu)買(mǎi)適用于特定生態(tài)的網(wǎng)關(guān)，任何支持 Matter 的產(chǎn)品都可以由 HomePod、Apple TV、Nest 音箱或 Eero 路由器等充當(dāng)網(wǎng)關(guān)，支持其他所有 Matter 設(shè)備。

與家中任何其他品牌的 Matter 產(chǎn)品直接交換數(shù)據(jù)、執(zhí)行操作，或作為自動(dòng)化的一部分，不需要通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信，從而顯著降低數(shù)據(jù)交換的延遲成本。

具有安全的本地運(yùn)行機(jī)制，不需要接入任何廠商的云服務(wù)，即可完成控制、自動(dòng)化和固件升級(jí)。

使用 Wi-Fi、以太網(wǎng)和 Thread 協(xié)議，其中 Thread 是最先進(jìn)的 IoT 通信協(xié)議，具有極低的響應(yīng)延遲。

具有安全的認(rèn)證入網(wǎng)過(guò)程，適用于多種生態(tài)和多個(gè)管理員的家庭且十分方便友好。

Matter 從一開(kāi)始就旨在統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，解決以往智能家居用戶(hù)面臨的問(wèn)題，讓廠商從構(gòu)建生態(tài)這種壟斷的惡性競(jìng)爭(zhēng)中轉(zhuǎn)向?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品力和產(chǎn)品深度的良性競(jìng)爭(zhēng)。

Thread與Matter

Thread 協(xié)議是 Nest 公司于 2015 年提出的新型通訊協(xié)議。而同年，Nest 公司被谷歌收購(gòu)。因此組建 Project CHIP 的時(shí)候，谷歌貢獻(xiàn)出了 Thread 這一先進(jìn)的低功耗網(wǎng)絡(luò)協(xié)議作為 Matter 的基石之一。

以太網(wǎng)、Wi-Fi以及Thread是Matter支持的傳輸協(xié)議中的主要三種。以太網(wǎng)和Wi-Fi已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日常的網(wǎng)絡(luò)連接和文件傳輸中。而Thread則更像是專(zhuān)為智能家居設(shè)備打造的Wi-Fi，擁有低功耗、高覆蓋度等特性，可以讓使用電池供電的家居設(shè)備持續(xù)運(yùn)行多年。相比市面上的低功耗傳輸協(xié)議，如Zigbee和藍(lán)牙Mesh，Thread在帶寬、穩(wěn)定性和響應(yīng)時(shí)間方面表現(xiàn)更加優(yōu)異，無(wú)論在中小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)還是大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)際延遲表現(xiàn)都非常出色，遠(yuǎn)低于用戶(hù)能感知的范圍。并且 Thread 還擁有 Mesh、自愈網(wǎng)絡(luò)以及節(jié)點(diǎn)自動(dòng)管理等等特性。

Matter中智能家居如何做到無(wú)障礙溝通

Matter繼承并加強(qiáng)了Zigbee聯(lián)盟的Zigbee Cluster Library (ZCL)，這個(gè)庫(kù)有數(shù)十年的積累，幾乎市面上所有設(shè)備都可以使用其中定義的Cluster。雖然ZCL最初只適用于Zigbee協(xié)議，但是在Matter成立之后，它被擴(kuò)展為ZCL高級(jí)平臺(tái)(ZAP)。所有支持Matter的設(shè)備，無(wú)論使用何種通信方式，都將使用ZAP作為唯一的通信語(yǔ)言進(jìn)行信息交互和控制。

過(guò)去，由于智能家居設(shè)備的語(yǔ)言不統(tǒng)一，需要使用網(wǎng)關(guān)進(jìn)行翻譯。例如在以前的 HomeKit 中，如果你要關(guān)閉一個(gè) Zigbee 開(kāi)關(guān)，那么你發(fā)送的指令會(huì)先經(jīng)過(guò) HAP 發(fā)送到 Zigbee 網(wǎng)關(guān)，然后再通過(guò)網(wǎng)關(guān)翻譯成 ZCL 以控制開(kāi)關(guān)。但升級(jí)到 Matter 后，你發(fā)送的指令可以直接傳輸?shù)?Wi-Fi、以太網(wǎng)和 Thread 設(shè)備中，無(wú)需任何中介設(shè)備即可控制設(shè)備。使用同一語(yǔ)言進(jìn)行通信，大大提高了可用性，并減少了成本。

谷歌、亞馬遜、蘋(píng)果、三星如何玩轉(zhuǎn)Matter

谷歌 Nest：Google將升級(jí)旗下Nest的所有的顯示器和揚(yáng)聲器以支持Matter標(biāo)準(zhǔn)，從而能更好地控制相關(guān)設(shè)備。通過(guò)Google Assistant語(yǔ)音助手技術(shù)，Matter標(biāo)簽的設(shè)備都可以被控制。此外，谷歌將通過(guò)安卓手機(jī)和Google Fast Pair技術(shù)來(lái)支持Matter，使Matter產(chǎn)品的配對(duì)過(guò)程就像連接新耳機(jī)一樣簡(jiǎn)單。

亞馬遜 Alexa：亞馬遜將把其第四代Echo升級(jí)到Thread，建立一個(gè)橋梁連接自身和Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。亞馬遜的Eero也將支持Matter，并發(fā)布新的開(kāi)發(fā)人員工具，以使Alexa智能家居合作伙伴更容易支持Matter。

蘋(píng)果 HomeKit：蘋(píng)果將在iOS 15中支持Matter的集成。用戶(hù)可以使用Home應(yīng)用程序來(lái)管理相關(guān)的Matter設(shè)備，這意味著他們可以更靈活地設(shè)置智能家居并更加無(wú)縫地協(xié)同工作。

三星 SmartThings：三星SmartThings平臺(tái)的集線器將升級(jí)以支持Matter，這一標(biāo)準(zhǔn)將成為其智能手機(jī)、智能電視和智能電器的控制器，但是目前還不清楚是通過(guò)Wi-Fi還是Thread。此外，三星在CES 2022上還宣布其新的Home Hub將支持Matter。

Matter啟示錄

Matter是一個(gè)年輕的協(xié)議，到目前為止也就三四年時(shí)間。然而，它匯聚了過(guò)去20年內(nèi)所有智能家居技術(shù)的精華，因此具備了市面上最快的低功耗傳輸協(xié)議、最安全的接入和運(yùn)行方式，以及最全面的設(shè)備類(lèi)型定義庫(kù)。這些優(yōu)秀的技術(shù)使得Matter在IoT市場(chǎng)中具有統(tǒng)一的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

Matter 協(xié)議公布的時(shí)間每年都推遲，這是因?yàn)?CSA 需要驗(yàn)證的平臺(tái)數(shù)量遠(yuǎn)超預(yù)期。這些平臺(tái)都希望在 Matter 推出時(shí)擁有兼容的 Matter 設(shè)備、應(yīng)用程序和生態(tài)系統(tǒng)。目前，超過(guò)16家的操作系統(tǒng)和芯片組平臺(tái)都將支持 Matter，包括 Linux、Darwin、Android、Tizen 和 Zephyr 等操作系統(tǒng)平臺(tái)，以及來(lái)自英飛凌、Silicon Labs、TI、NXP、Nordic、Espressif Systems 和 Synaptics 的芯片組平臺(tái)。

Matter 協(xié)議將統(tǒng)一終端設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)真正的生態(tài)兼容，但由于各品牌所采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同，組網(wǎng)依舊面臨困難。然而，科技大廠、系統(tǒng)平臺(tái)以及芯片大廠的涌入給 Matter 注入了新鮮、火熱的血液。但 Matter 還只是智能家居生態(tài)互聯(lián)互通生態(tài)構(gòu)想的第一步，廣大用戶(hù)的實(shí)踐驗(yàn)證才是最終的考驗(yàn)。智能家居仍處于快速成長(zhǎng)期，技術(shù)和產(chǎn)品的迭代應(yīng)接不暇。因此，這一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如何適應(yīng)并保持先進(jìn)性，也是眾多參與的玩家需要下功夫的地方。

信馳達(dá)推出支持 Matter 模組

作為深圳老牌無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，深圳信馳達(dá)科技推出了數(shù)款支持Matter協(xié)議的無(wú)線通信模組，其中Thread模組基于TI CC2652x7、Silicon Labs MG24和Nordic nRF52840無(wú)線Soc設(shè)計(jì)，Wi-Fi模組基于TI CC3235S/CC3235SF無(wú)線SoC設(shè)計(jì)，可以助力客戶(hù)快速完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

關(guān)于信馳達(dá)

深圳市信馳達(dá)科技有限公司(RF-Star)是一家專(zhuān)注于射頻通信方案的高科技公司，2010年即獲得美國(guó)TI德州儀器公司的認(rèn)證，是其低功耗無(wú)線通信芯片的授權(quán)開(kāi)發(fā)商。該公司提供物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線模塊和完整應(yīng)用方案，包括BLE、Wi-Fi、Wi-SUN、LoRa、ZigBee、Thread等。欲了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)公司網(wǎng)站或關(guān)注微信公眾號(hào)“信馳達(dá)科技”，購(gòu)買(mǎi)樣品請(qǐng)?jiān)谔詫欰PP上搜索“信馳達(dá)科技”進(jìn)入官方店鋪購(gòu)買(mǎi)。

審核編輯：湯梓紅