Labs 導(dǎo)讀

Matter協(xié)議是一個(gè)開放標(biāo)準(zhǔn)的智能家居協(xié)議，旨在實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互通。它提供了統(tǒng)一的設(shè)備發(fā)現(xiàn)、安全性、數(shù)據(jù)模型和通信協(xié)議，使不同品牌的設(shè)備能夠無縫連接和協(xié)同工作。Matter協(xié)議簡(jiǎn)化了設(shè)備配置和控制，提供了更便捷、智能和安全的智能家居體驗(yàn)。它的優(yōu)勢(shì)包括設(shè)備互操作性、簡(jiǎn)化配置和控制、安全性和隱私保護(hù)以及擴(kuò)展性和開放性。Matter協(xié)議的未來發(fā)展將集中在增加設(shè)備和廠商的支持、拓展生態(tài)系統(tǒng)和推動(dòng)智能家居行業(yè)的發(fā)展。

Part 01、  Matter協(xié)議的背景和目標(biāo) 

Matter協(xié)議是由蘋果、谷歌、亞馬遜和其他公司聯(lián)合推動(dòng)的一項(xiàng)開放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，2022年10月推出1.0，2023年5月Matter1.1版本已發(fā)布。它旨在解決智能家居設(shè)備之間互操作性的問題，即不同廠商生產(chǎn)的智能設(shè)備無法無縫地進(jìn)行通信和協(xié)同工作的情況。無論是燈具、插座、溫度傳感器還是智能音箱，只要它們支持Matter協(xié)議，就能夠通過IP網(wǎng)絡(luò)以統(tǒng)一的方式進(jìn)行連接、管理和控制。

? 對(duì)于消費(fèi)者

消費(fèi)者可以只用一個(gè)App控制所有支持Matter的設(shè)備，大大提升了操控便捷性，消費(fèi)者的接受度更高。同時(shí)，用戶對(duì)于產(chǎn)品的選擇范圍更廣，不再因?yàn)閰f(xié)議限制而只能選擇特定的設(shè)備廠商，可在更多的品牌廠商中選擇自己心儀的產(chǎn)品。

? 對(duì)于硬件廠商

硬件廠商不用重復(fù)造輪子，不再需要同時(shí)維護(hù)多個(gè)生態(tài)系統(tǒng)或通過多個(gè)認(rèn)證，一套Matter標(biāo)準(zhǔn)就可以滿足用戶的連接和智能控制需求。品牌廠商可以將更多的資源投入在打磨產(chǎn)品上，為用戶提供體驗(yàn)更優(yōu)的產(chǎn)品。中小設(shè)備廠商的智能產(chǎn)品也能夠有機(jī)會(huì)與品牌廠商設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)互通。

? 對(duì)于服務(wù)商

服務(wù)商也不再局限于特定的廠商，可在更多的廠商中選擇產(chǎn)品。Matter簡(jiǎn)化了供應(yīng)鏈管理、溝通和運(yùn)營(yíng)成本，使服務(wù)商更加專注于提升自身的服務(wù)能力，為客戶創(chuàng)造更大的價(jià)值。

Part 02、  Matter協(xié)議的架構(gòu)和工作原理 

Matter旨在為智能家居設(shè)備建立一個(gè)通用的基于ipv6的通信協(xié)議，聚焦在制定應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議規(guī)范（下圖1左）。將應(yīng)用層架構(gòu)展開來看（下圖1右），matter技術(shù)規(guī)范定義數(shù)據(jù)消息的封裝和發(fā)送、通信的加密和授權(quán)、以及“物模型”和應(yīng)用層數(shù)據(jù)的“交互模型”等。matter不關(guān)注產(chǎn)品物理層選用何種標(biāo)準(zhǔn)，只關(guān)注應(yīng)用層是否遵守定義的規(guī)范。

Matter的架構(gòu)是基于三個(gè)主要組件構(gòu)建的：Matter Core Specification、Matter Device Specification和Matter Application層。

2.1 Matter Core Specification（核心規(guī)范）

這部分規(guī)范定義了Matter協(xié)議的核心要素，包括設(shè)備發(fā)現(xiàn)、安全性、數(shù)據(jù)模型、消息傳輸和設(shè)備管理等方面。其中，設(shè)備發(fā)現(xiàn)和安全性是非常重要的部分。

• 設(shè)備發(fā)現(xiàn)：Matter協(xié)議通過使用統(tǒng)一的設(shè)備描述符和廣播機(jī)制，使得設(shè)備能夠自動(dòng)被識(shí)別和發(fā)現(xiàn)。這樣，用戶就可以輕松將新設(shè)備添加到其智能家居網(wǎng)絡(luò)中。
• 安全性：Matter協(xié)議采用了強(qiáng)大的安全性機(jī)制，以確保設(shè)備之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄院屯暾浴Ｋ褂昧讼冗M(jìn)的加密技術(shù)和認(rèn)證機(jī)制來防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。

2.2 Matter Device Specification（設(shè)備規(guī)范）

這部分規(guī)范定義了設(shè)備的功能和行為，以及設(shè)備之間的交互方式。它規(guī)定了設(shè)備的數(shù)據(jù)模型、指令集、屬性和事件等，以便設(shè)備能夠按照統(tǒng)一的方式進(jìn)行通信和交互。

• 數(shù)據(jù)模型：Matter協(xié)議采用了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，以描述設(shè)備的功能和屬性。這樣，不同品牌的設(shè)備可以理解并相互交流，而無需針對(duì)每個(gè)不同的設(shè)備制定專門的邏輯。
• 指令集：Matter協(xié)議定義了一套標(biāo)準(zhǔn)的指令集，用于設(shè)備之間發(fā)送和接收命令。這使得不同品牌的設(shè)備能夠以統(tǒng)一的方式進(jìn)行控制和操作。

2.3 Matter Application層

Matter協(xié)議還提供了一個(gè)應(yīng)用層，用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的配置、管理和控制。這些應(yīng)用層的接口和協(xié)議可以通過應(yīng)用程序、智能音箱或智能手機(jī)等進(jìn)行訪問和操作，使用戶能夠方便地管理和控制其智能家居設(shè)備。

通過這些組件和規(guī)范，Matter協(xié)議實(shí)現(xiàn)了智能家居設(shè)備之間的互操作性。不同品牌的設(shè)備可以通過Matter協(xié)議進(jìn)行連接和通信，以實(shí)現(xiàn)智能家居的自動(dòng)化和聯(lián)動(dòng)操作。

Part 03、  Matter組網(wǎng)模式  

Matter是基于TCP/IP的協(xié)議，所以，TCP/IP是什么組網(wǎng)，Matter就是什么組網(wǎng)。

支持Matter協(xié)議的Wi-Fi、Ethernet設(shè)備，直接連接無線路由器即可。

支持Matter協(xié)議的Thread設(shè)備，通過邊界路由器（Border Routers），也可以與Wi-Fi等基于IP的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

不支持Matter協(xié)議的設(shè)備，例如Zigbee或者藍(lán)牙設(shè)備等，可以連接到網(wǎng)橋類設(shè)備（Matter Bridge/Gateway），進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，然后連接無線路由器。網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模式如下圖2所示。

Part 04、  Matter協(xié)議的未來發(fā)展  

Matter協(xié)議作為開放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，正在得到越來越多的廠商和開發(fā)者的支持和采用。這促使Matter協(xié)議在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用和普及持續(xù)擴(kuò)大。Matter目前采用的是認(rèn)證機(jī)制，廠商開發(fā)的硬件，需要通過CSA聯(lián)盟的認(rèn)證流程，才能獲得Matter的認(rèn)證證書，且允許使用Matter標(biāo)志。但是其仍然存在一些問題：

• 歷史存量設(shè)備改造難

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備歷史存量是一個(gè)超大的規(guī)模，比如一個(gè)家庭有多個(gè)非Matter物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這時(shí)候購(gòu)買一個(gè)兩個(gè)Matter設(shè)備是很難跟存量設(shè)備完美融合的。

• 產(chǎn)品差異化降低

統(tǒng)一有時(shí)候是一把雙刃劍，當(dāng)所有廠家都按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去做，產(chǎn)品的差異化上就會(huì)變低，對(duì)于消費(fèi)者來說可能某些個(gè)性化功能就無法體驗(yàn)。當(dāng)然統(tǒng)一帶來的好處是消費(fèi)者手機(jī)上不用那么多的app，設(shè)備選擇上不用受限于某一個(gè)特有品牌。

• 生態(tài)不夠完善

Matter是一個(gè)較長(zhǎng)周期的產(chǎn)業(yè)，需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的完善，芯片、模組、成品、平臺(tái)、軟件等等都是密不可分的，中間如果有缺失實(shí)際就會(huì)影響產(chǎn)品的推出。在CSA官網(wǎng)可以查詢到的已經(jīng)通過認(rèn)證的產(chǎn)品數(shù)量還不是太多，并且目前還有很多產(chǎn)品品類Matter并沒有覆蓋到。

Part 05、  探索總結(jié)  

本文主要介紹了matter協(xié)議，讓大家對(duì)該協(xié)議有一個(gè)簡(jiǎn)要的認(rèn)知。同時(shí)我們也在積極探索路由器內(nèi)置matter支持。通過在路由器內(nèi)置matter支持幫助用戶在家庭中直連Wi-Fi、Ethernet設(shè)備、借助網(wǎng)關(guān)連接Thread、Zigbee設(shè)備，對(duì)于不支持matter的設(shè)備可借助網(wǎng)橋通過協(xié)議轉(zhuǎn)換的方式連接至路由器，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備間順暢溝通，由此用戶可根據(jù)喜好廣泛選擇不同品牌、協(xié)議的智能家居產(chǎn)品，提升全屋智能體驗(yàn)。