世界今热点:Matter 协议高速崛起,你真的了解它吗?
2023-06-08 12:29:10来源:ZAKER科技
今天我们要聊的话题,和智能家居有关。
说到智能家居,大家应该都不会陌生。早在本世纪初,物联网概念刚刚诞生的时候,最主要的应用领域,就是智能家居。
(资料图)
这些年来,随着数字技术的不断发展,越来越多的家庭智能硬件被发明出来。这些硬件给家庭生活带来了很大的便利,也增加了生活的乐趣。
智能家居(Smart Home)但是,我们在使用智能家居设备的时候,肯定遇到过这样的问题——
假如,你使用的是 A 厂商的手机,装的是 A 厂商旗下的智能家居平台 App。这时,B 厂商发布了一款智能家居产品,你很喜欢。但是,A 厂商的 App,没有办法管理它。如果想要买它和使用它,你必须再装一个 B 厂商的 App。
当然如果你又看上了 C 厂商的产品,这意味着还要装 C 厂商的 App ……
久而久之,你手机上就会有很多的 App。没错,这就是长期困扰智能家居行业的生态壁垒问题。
事实上,物联网技术的发展,一直以来都有碎片化的特点。不同的应用场景,匹配不同特性的物联网技术。有的需要大带宽、有的需要低功耗、有的注重稳定性,也有的非常关注成本。
这就催生了 2/3/4/5G、NB-IoT、eMTC、LoRa、SigFox、Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread 等多种底层通信技术的混用。
而智能家居又是典型的局域网场景,以 Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread 等短距通信技术为主,类别繁多且交叉使用。
而且,因为智能家居都是面向非专业用户,所以,厂商们为了确保用户体验,往往会构建自己的平台和 UI 界面,采用专有的应用层协议。于是,就形成了现在的 " 生态圈大战 "。
生态之间的壁垒,不仅给用户带来了无尽的烦恼,也给厂商以及开发者们造成了很大的麻烦——推出同一款产品,就需要针对不同的生态进行开发,大幅增加了工作量和成本。
正因为生态壁垒问题严重制约了智能家居的长远发展,所以,行业开始致力于寻找这个问题的解决方案。
█Matter 协议的诞生
2019 年 12 月,谷歌和苹果加入了 Zigbee 联盟,联合亚马逊和全球超过 200 家公司和数千名专家,共同推广新的应用层协议,也就是Project CHIP(Connected Home over IP)协议。
从名字就可以看出,CHIP 就是基于 IP 协议的家居互联。这个协议的发起目的,是为了增加设备兼容性、简化产品开发、改善用户体验、推动行业发展。
CHIP 工作组诞生之后,原计划 2020 年发布标准,2021 年推出产品。但是,因为种种原因,这个计划未能实现。
2021 年 5 月,Zigbee 联盟更名为CSA(Connectivity Standards Alliance,连接标准联盟)。同时,CHIP 项目也更名为Matter(中文意思是 " 情况、事件、物质 ")。
联盟之所以更名,是因为很多成员不愿意加入 Zigbee。而 CHIP 改成 Matter,大概率也是因为 CHIP 这个词知名度太大(原意是 " 芯片 "),非常容易撞车。2022 年 10 月,CSA 终于正式发布了 Matter 标准协议 1.0 版本。前不久,2023 年 5 月 18 日,Matter 1.1 版本也发布了。
CSA 联盟成员分为发起者、参与者、采纳者三种级别。发起者的级别最高,是最早参与协议起草的单位,属于联盟董事会成员,一定程度上参与联盟的领导和决定。
部分发起者单位谷歌和苹果作为发起者的代表,对 Matter 的早期规范做出了很大的贡献。
谷歌贡献了自家 Smart Home 现有的网络层和应用协议 Weave(一套标准认证机制和设备操作命令),而苹果则贡献了 HAP Security(用于端对端通讯及本地局域网操控,保证了强大的隐私和安全性)。
根据官网的最新数据,CSA 联盟的发起者一共是 29 家企业,参与者 282 家,采用者 238 家。
在巨头的带领下,行业企业们正在积极为 Matter 输出知识产权,致力于构建一个大一统的无缝互联生态。
█Matter 的协议架构
说了半天,我们到底该如何理解 Matter 协议?它和 Wi-Fi、蓝牙、Thread 和 Zigbee 之间,到底是什么关系?
别急,我们先看一张图:
这是一张协议架构图。Wi-Fi、Thread、蓝牙(BLE)、以太网(Ethernet)这些,属于底层协议(物理层和数据链路层);底层往上是网络层,包括 IP 协议;再往上是传输层,包括 TCP 和 UDP 协议;而 Matter 协议,前面我们已经提到,属于应用层协议。蓝牙和 Zigbee 除了底层协议之外,也有专用的网络层、传输层、应用层。
所以,Matter 与 Zigbee、蓝牙是互斥的协议。目前,Matter 支持的底层协议,只有 Wi-Fi、Thread 和以太网(Ethernet)。
除了协议架构之外,我们还需要知道,Matter 协议的设计理念是开放式的。
它是一个开源协议,可以被任何人查看、使用和修改,以适应不同的应用场景和需求,这将可以带来透明和可靠的技术优势。
Matter 协议的安全性也是一大卖点。它使用了最新的加密技术,支持端到端加密,确保用户的通讯内容不被窃取或篡改。
█Matter 的组网模式
接下来,我们看看 Matter 的实际组网。还是通过一张图来说明:
如图所示,Matter 是基于 TCP/IP 的协议,所以,TCP/IP 是什么组网,Matter 就是什么组网。支持 Matter 协议的 Wi-Fi、Ethernet 设备,直接连接无线路由器即可。支持 Matter 协议的 Thread 设备,通过边界路由器(Border Routers),也可以与 Wi-Fi 等基于 IP 的网络互联。
对于不支持 Matter 协议的设备,例如 Zigbee 或者蓝牙设备等,可以连接到网桥类设备(Matter Bridge/Gateway),进行协议转换,然后连接无线路由器。
█Matter 的产业进展
Matter 代表了智能家居技术的发展趋势。因此,自成立之日起,就受到了广泛关注和热烈支持。
行业对 Matter 的发展前景非常乐观。根据市场研究公司 ABI Research 的最新报告,从 2022 年到 2030 年,将有超过 200 亿台无线互联智能家居设备在全球出售,其中很大一部分设备类型将满足 Matter 规范。
图片来自:ABI ResearchMatter 目前采用的是认证机制。厂商开发的硬件,需要通过 CSA 联盟的认证流程,才能获得 Matter 的认证证书,且允许使用 Matter 标志。
按 CSA 的说法,Matter 规范将适用于控制板、门锁、灯、插座、开关、传感器、恒温器、风扇、气候控制器、百叶窗和媒体设备等多种类型的设备,涵盖了智能家居的几乎所有场景。
Matter 支持的终端设备类型(来自 CSA 官网)从产业上来看,行业已经有不少厂商的产品通过了 Matter 认证,并逐渐进入市场。芯片和模组厂商方面,对 Matter 的支持力度也比较大。
国内模组领军企业——移远通信,作为 CSA 参与者级别会员,对 Matter 的应用层做出了相关的贡献,且还推出了多款支持 Matter 协议的 Wi-Fi 模组,包括 FC41D、FCM100D、FLM040D 和 FLM140D 等多系列产品。
他们基于模组、APP、平台、认证、生产的一站式 Matter 解决方案,可以迅速降低客户 Matter 设备的研发准入门槛,缩短产品上线周期。
考虑到 Matter 还处于起步阶段,整个协议具有一定技术与合作的复杂性,因此,移远通信在推出的 Matter 模组产品上,更强调 " 操作的简单性、可靠性和安全性 "。
以照明和电工应用为例,移远通信基于 Matter 模组开发的应用层固件,可以实现众多非常实用的功能。
移远方案可支持符合 Matter 标准的 APP 对设备进行配网、控制、分享,且支持客户通过 OEM APP 建立属于自己的 APP 体系。他们所提供的 " 终端 + 连接 + 平台 + 应用 " 一站式端到端解决方案,可以帮助客户便捷、高效、快速连接,实现更多物联网场景应用。值得一提的是,移远通信还可以提供一整套的产线改造方案,帮助客户实现二维码镭雕、功能自动化测试、设备老化测试等一系列工作。
█结语
Matter 作为一个上层协议,最大的作用在于打破了不同设备和生态之间的壁垒。不同的人,看待 Matter 的视角也不同,有人将其视为救世主,也有人将其视为清流。
目前,Matter 协议仍处于走入市场的前期阶段,或多或少还面临一些问题和挑战,例如成本较高、存量设备更新周期较长等。
不管怎么说,它给沉闷多年的智能家居技术体系带来了冲击。如果老的体系制约了技术的发展,限制了用户的体验,那么,我们就需要像 Matter 这样的技术站出来,勇担大任。
Matter 是否会获得成功,我们还没有办法做出结论。但是,将数字技术赋能家庭生活,持续改善用户的数字生活体验,是整个智能家居行业的愿景,也是每个行业企业以及从业者的职责。
希望智能家居能早日打破所有的技术桎梏,真正走入每一个家庭。
责任编辑:hnmd003
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