終結(jié)智能家居“碎片化”時(shí)代的，為什么是 Matter？

?作為一種應(yīng)用層規(guī)范，Matter 源于 2019 年底發(fā)布的 IP 互聯(lián)家庭項(xiàng)目（Project Connected Home over IP，簡(jiǎn)稱 CHIP），是為智能家居市場(chǎng)引入互操作性的最新嘗試，目標(biāo)是讓用戶購(gòu)買兩臺(tái) Matter 認(rèn)證設(shè)備時(shí)這兩臺(tái)設(shè)備能相互聯(lián)通配合。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)后，消費(fèi)者便能放心地購(gòu)買不同生產(chǎn)廠商的智能家居設(shè)備，而廠家則無(wú)需為每個(gè)大型甚至小型市場(chǎng)客戶單獨(dú)的增加所需功能。
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簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，消費(fèi)者無(wú)需確定不同品牌之間的智能家居產(chǎn)品是否兼容，也無(wú)需關(guān)心核心網(wǎng)關(guān)設(shè)備采用的是嵌入式 Wi-Fi、Thread 還是低功耗無(wú)線電協(xié)議，只需在設(shè)備上尋找 Matter 認(rèn)證標(biāo)志，即可確?；ゲ僮餍?。對(duì)于智能家居產(chǎn)品制造商而言，可以通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)構(gòu)建產(chǎn)品，從而簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程。同時(shí)， Matter 規(guī)范是基于 IP 的標(biāo)準(zhǔn)，也為開(kāi)發(fā)人員提供了通用且已構(gòu)建的溝通交流基礎(chǔ)。
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“智能家居行業(yè)在其背后達(dá)成了前所未有的重大共識(shí)”，這是 Matter 的最大亮點(diǎn)。
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Matter 1.0 的誕生
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簡(jiǎn)單回顧一下 Matter 規(guī)范的誕生歷程。
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在亞馬遜、蘋果和谷歌發(fā)起 CHIP 項(xiàng)目后，包括宜家、恩智浦半導(dǎo)體、三星 Smart Things、Silicon Labs 在內(nèi)的其他 10 個(gè) Zigbee 聯(lián)盟董事會(huì)成員隨即加入，他們希望 CHIP 項(xiàng)目能將 Zigbee、Thread、藍(lán)牙和 Wi-Fi 等不同組件整合到一個(gè)總體標(biāo)準(zhǔn)中，以簡(jiǎn)化智能家居設(shè)備商開(kāi)發(fā)成本，提高產(chǎn)品之間兼容性。
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但如前文所述，Matter 的重點(diǎn)在應(yīng)用層，是在系統(tǒng)集成和控制的關(guān)鍵點(diǎn)——也就是智能家居管理平臺(tái)上提出的標(biāo)準(zhǔn)，依賴于以太網(wǎng)、Wi-Fi、Thread 等底層協(xié)議。然而 Zigbee 和藍(lán)牙都是不適配 IPv6 的底層協(xié)議，例如 ZigBee，它規(guī)定了要求的底層協(xié)議、專用的網(wǎng)絡(luò)層/傳輸層和專用的應(yīng)用層。所以 Matter 與 Zigbee、藍(lán)牙是互斥的協(xié)議，無(wú)法共同存在；而與 Wi-Fi 則是依賴關(guān)系。
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2021 年 5 月，基于 IP 的統(tǒng)一連接協(xié)議 Matter 取代了原先的 CHIP 成為該標(biāo)準(zhǔn)的正式名稱，ZigBee 聯(lián)盟也更名為連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟（Connectivity Standards Alliance，簡(jiǎn)稱 CSA）。2022 年 10 月，CSA 連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟宣布Matter 1.0 技術(shù)規(guī)范正式發(fā)布，認(rèn)證計(jì)劃同時(shí)開(kāi)放。智能家居品牌可以對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)測(cè)試和認(rèn)證，一旦獲得認(rèn)證，公司就可以開(kāi)始銷售帶有 Matter 標(biāo)志的設(shè)備。
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在 1.0 規(guī)范中，Matter 選擇了照明供電、門禁控制、電視、安全和安保、百葉窗/窗簾、接入點(diǎn)/網(wǎng)橋、HVAC 控制、控制器這八大類設(shè)備。之所以選擇這些設(shè)備類型，原因是這些設(shè)備具有最大的市場(chǎng)需求和廣泛的普及率，以及設(shè)備能夠集成到初始系統(tǒng)中的潛力，例如帶智能鎖的門禁控制、車庫(kù)門控制以及安全傳感器、觸控板和報(bào)警器等。相關(guān)方面有計(jì)劃在之后的版本或 Matter 迭代規(guī)范中添加包括視頻、臺(tái)面廚電、保健與健康、環(huán)境測(cè)量等應(yīng)用。
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根據(jù) ABI Research 的預(yù)測(cè)，從 2022 年至 2030 年，將有超過(guò) 200 億部無(wú)線互聯(lián)智能家居設(shè)備在全球出售，其中很大一部分設(shè)備類型將滿足 Matter 規(guī)范。在未來(lái)幾年內(nèi)，這些產(chǎn)品中的絕大部分，還有其他的產(chǎn)品，諸如消費(fèi)型機(jī)器人和智能電器，也將會(huì)支持 Matter 規(guī)范。
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Matter 兼容智能家居設(shè)備出貨量（圖源：ABI Research）

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差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)何處尋？
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可以預(yù)見(jiàn)的是，對(duì)于已經(jīng)參與智能家居市場(chǎng)的 OEM 廠商而言，Matter 將會(huì)減少技術(shù)限制，讓他們可以通過(guò)單個(gè)版本的互連產(chǎn)品，找到進(jìn)入智能家居的機(jī)會(huì)。對(duì)于現(xiàn)有的廠商和新進(jìn)入者，Matter 將會(huì)極大地簡(jiǎn)化每種產(chǎn)品的技術(shù)選擇，以及這些設(shè)備和電器的生命周期管理。
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但 Qorvo 市場(chǎng)經(jīng)理 Dash Kong 卻在一次媒體見(jiàn)面會(huì)上指出，與我們所熟知的 Zigbee、藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)不同，Matter 是完全開(kāi)源的標(biāo)準(zhǔn)。也就是說(shuō)，無(wú)論是設(shè)備廠商還是芯片廠商，每個(gè)人都可以查看和下載源代碼，每個(gè)部門都可以使用相同的數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件，他們都是在開(kāi)源軟件的基礎(chǔ)上去運(yùn)行自己的應(yīng)用程序，導(dǎo)致原有 Zigbee、藍(lán)牙協(xié)議棧上的差異化特性被打破，大家在軟件層面的差異化變得越來(lái)越小。
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之所以要這樣做，是 Matter 規(guī)范要保證每一臺(tái)設(shè)備接入之后都可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，因此必須要有對(duì)應(yīng)的開(kāi)源代碼。這樣一來(lái)，軟件層面的差異化就很難在市場(chǎng)中形成真正的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，相比之下，像 Qorvo 這樣具備更多硬件性能優(yōu)勢(shì)的廠商將因此獲益。
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Qorvo 市場(chǎng)經(jīng)理 Dash Kong

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ConcurrentConnect? 技術(shù)即為 Qorvo 征戰(zhàn) Matter 戰(zhàn)場(chǎng)的利器之一。這是一項(xiàng)獨(dú)特的功能，可在單個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)中同步運(yùn)行單協(xié)議和多協(xié)議智能設(shè)備。它讓網(wǎng)關(guān)可以在家居網(wǎng)絡(luò)中的所有標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議之間無(wú)縫切換，使更多基于不同標(biāo)準(zhǔn)的終端設(shè)備得以連接和控制。基于此，Qorvo 也為客戶提供了同時(shí)支持 Zigbee，Thread 以及 BLE 協(xié)議的單芯片解決方案，大幅度降低開(kāi)發(fā)投入，PCB 板上面積以及外圍器件數(shù)量。
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“很多廠商也宣稱自己擁有同樣類似的技術(shù)，但實(shí)際上他們的方案更多依靠軟件的高速切換實(shí)現(xiàn)，信號(hào)丟包、延遲等現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生?！盌ash Kong 說(shuō)，Qorvo 通過(guò)硬件技術(shù)去解決上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的實(shí)時(shí)同步信號(hào)處理。
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天線方面具備的優(yōu)勢(shì)則是利器之二。作為一家以射頻解決方案見(jiàn)長(zhǎng)的公司，Qorvo 在提升網(wǎng)絡(luò)鏈路穩(wěn)定性方面既不靠提高產(chǎn)品的發(fā)射功率，也不靠提高產(chǎn)品接收靈敏度，而是通過(guò)提供兩個(gè)平行的射頻信號(hào)輸出口，為客戶提供片上 Antenna Diversity 技術(shù)，客戶無(wú)線額外的 RF 設(shè)計(jì)便可活動(dòng)更加穩(wěn)定的無(wú)線信號(hào)鏈路，提升用戶使用體驗(yàn)。
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在兩種技術(shù)的加持下，Qorvo 正在生產(chǎn)多款與 Matter 兼容的設(shè)備，其中包括 QPG7015M 和 QPG6105，前者是全球首款具有實(shí)時(shí)并發(fā)功能的收發(fā)器，后者則是一個(gè)智能家居通信控制器，通過(guò)單一無(wú)線電提供出色的多標(biāo)準(zhǔn)性能。這些產(chǎn)品支持跨多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的無(wú)縫和同步網(wǎng)絡(luò)管理。值得一提的是，Qorvo QPG6105 開(kāi)發(fā)板還是全球首批通過(guò) Matter 認(rèn)證的 Thread RGB 智能燈控應(yīng)用。此外，Qorvo 針對(duì) Matter 的軟件解決方案現(xiàn)也在該公司的 Github 網(wǎng)站上推出。
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針對(duì)行業(yè)比較關(guān)心的，“之前買的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能否加入 Matter 大家庭？”、“如果無(wú)法加入，那么整個(gè)智能家居還是碎片化的。”等問(wèn)題，Dash Kong 回應(yīng)稱，Matter 協(xié)議在創(chuàng)立之初就考慮了這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)楝F(xiàn)有設(shè)備中普遍采用 Zigbee 和其他物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線協(xié)議，雖然無(wú)法直接連接到 Matter ，但有無(wú)線協(xié)議連接的基礎(chǔ)，“橋接”是 Matter 連接到這些現(xiàn)有設(shè)備的關(guān)鍵，只需要在新設(shè)備中以集成這樣的橋接網(wǎng)關(guān)，就可以讓現(xiàn)有傳感器網(wǎng)絡(luò)與 Matter 網(wǎng)絡(luò)互操作。
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換句話說(shuō)，在 Matter 生態(tài)系統(tǒng)中，非 Matter 設(shè)備可以作為“被橋接設(shè)備”節(jié)點(diǎn)，通過(guò)橋接設(shè)備完成其他協(xié)議（如 Zigbee）和 Matter 協(xié)議之間的映射，從而與系統(tǒng)中的 Matter 設(shè)備進(jìn)行通信。
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目前，許多物聯(lián)網(wǎng)終端制造商已經(jīng)計(jì)劃更新現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品來(lái)達(dá)成 Matter 橋接需求，并將推出可同時(shí)支持已部署的 Zigbee、Thread 設(shè)備以及更新的 Matter 產(chǎn)品。一些非 Matter 設(shè)備也可以通過(guò) OTA 升級(jí)以支持 Matter，其余的智能家居產(chǎn)品則可能被排除在 Matter 陣營(yíng)之外。
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結(jié)語(yǔ)
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過(guò)去的幾十年里，盡管智能家居技術(shù)已經(jīng)從一個(gè)小眾市場(chǎng)發(fā)展成為一個(gè)更主流的市場(chǎng)，但市場(chǎng)碎片化成為了制約智能家居系統(tǒng)發(fā)展的根本原因。隨著 Matter 標(biāo)準(zhǔn)的到來(lái)，智能家居產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)的企業(yè)，都將能夠?yàn)槭袌?chǎng)提供跨品牌和跨生態(tài)互聯(lián)互通的新一代產(chǎn)品，讓消費(fèi)者體驗(yàn)更好的隱私保護(hù)、安全和便捷。
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