從ZigBee到Matter，智能家居碎片化時(shí)代或?qū)⒔K結(jié)

ZigBee 走向混亂與聯(lián)盟改名

ZigBee 是基于 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)協(xié)議，前身是由 Intel、IBM 等產(chǎn)業(yè)巨頭發(fā)起的 Home RF Lite 技術(shù)。ZigBee 以低功耗和高穩(wěn)定著稱，同時(shí)擁有高可自愈的 mesh 組網(wǎng)能力。ZigBee 可由多到 65535 個(gè)無線數(shù)傳模塊組成無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每個(gè) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的 75m 擴(kuò)展至無限。每個(gè) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以作為監(jiān)控對(duì)象，還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)資料。每個(gè) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還可在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)無線連接。據(jù)官網(wǎng)，到 2021 年， ZigBee 芯片組已售出超過 5 億個(gè)，預(yù)計(jì)到 2023 年將出貨近 40 億個(gè)，ZigBee 仍然是世界上最受歡迎的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一。

盡管如此，ZigBee 在創(chuàng)立之初，就埋下了一個(gè)混亂的隱患

以 ZigBee 1.2 為代表的 ZigBee 協(xié)議早期版本為每個(gè)智能家居品類設(shè)計(jì)了獨(dú)立、互不兼容的協(xié)議，這意味著不同品類的設(shè)備將無法通過 mesh 組網(wǎng)。

隨著智能家居“全屋”概念的興起，部分廠商的智能家居產(chǎn)品橫跨多個(gè)品類，這使得廠商們被迫對(duì)各自最基礎(chǔ)的 ZigBee HA 協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展，以此適配更多設(shè)備類型，然而這樣的私有擴(kuò)展破壞了 ZigBee 協(xié)議的兼容性，導(dǎo)致ZigBee 跨品牌生態(tài)愿景的破產(chǎn)。

因?yàn)?ZigBee 協(xié)議的高度開放性，間接造成了不同廠商之間的品牌壁壘。廠商可以控制是否允許第三方品牌的設(shè)備入網(wǎng)，可以限制自家的硬件產(chǎn)品接入第三方設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，不同廠商的 ZigBee 設(shè)備都需要自己品牌的網(wǎng)關(guān)。

ZigBee 3.0 寄希望于統(tǒng)一所有設(shè)備的協(xié)議，推出了完全開放跨品牌連接的 ZigBee 認(rèn)證，從而讓不同品牌的設(shè)備互聯(lián)起來。然而該認(rèn)證只是檢查設(shè)備是否用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議控制，以及是否能控制使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的設(shè)備，并不會(huì)測(cè)試或強(qiáng)制要求向消費(fèi)者提供完整的跨品牌聯(lián)動(dòng)能力。因此 ZigBee 3.0 推出的認(rèn)證不但沒有改善跨品牌互通能力，反而讓情況變得更糟糕。

2021 年 5 月 11 日，ZigBee Alliance ( ZigBee 聯(lián)盟 ) 改名為 CSA ( Connectivity Standards Alliance 連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟 )，ZigBee 生態(tài)的混亂，應(yīng)該是促使這次改名的重要原因之一。ZigBee 聯(lián)盟曾經(jīng)寄希望于通過 ZigBee 協(xié)議建立全屋智能體系，如今這個(gè)計(jì)劃幾乎已經(jīng)被官宣破產(chǎn)。

Thread加速ZigBee的退場和Matter的普及

Thread 是一種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備相互連接、識(shí)別、傳輸數(shù)據(jù)的無線協(xié)議，是基于 ZigBee 基礎(chǔ)組件改造的一種衍生協(xié)議，專門為物聯(lián)網(wǎng)做過優(yōu)化，支持低功耗、IPv6、自組網(wǎng)。Thread Group 由 Nest、Samsung、Freescale、ARM、SiliconLabs、Big Ass Fans、Yale 發(fā)起，由谷歌 Nest 實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)開發(fā)。

Thread 基于 IEEE 802.15.4，在傳輸層實(shí)現(xiàn)了 IPv6 支持，徹底解放了設(shè)備互聯(lián)的限制，還允許低功耗設(shè)備直接接入互聯(lián)網(wǎng)。Thread 沒有定義頂層的應(yīng)用協(xié)議，而是需要承載其它頂層協(xié)議,或者由廠商自行設(shè)計(jì)的私有協(xié)議。也就是說 Thread 無法直接替代 Zigbee 這類完整的解決方案，但 Thread 在傳輸層可以完美接棒 ZigBee。

Thread 協(xié)議可讓家中所有設(shè)備都處于同一個(gè)局域網(wǎng)，并且只需要一個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備就能讓 Thread 網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)。Thread 這種打破品牌壁壘的傳輸層協(xié)議避免了 Zigbee 3.0 的遺憾。

Thread 幾乎可以說是為 Matter 量身打造的傳輸層協(xié)議，Matter 運(yùn)行于 Thread 之上，Thread 為 Matter 提供了可靠的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能。

近期發(fā)布的 Thread 1.3.0 強(qiáng)化了對(duì) Matter 的支持：

1 ? 跨 Matter 設(shè)備的無縫響應(yīng)。

2 ? 無縫集成到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

3 ? 簡化現(xiàn)場固件更新。

Matter 終結(jié)智能家居碎片化

如前文所述，ZigBee 聯(lián)盟改名為 CSA 的當(dāng)天，也宣布了 Matter 協(xié)議的第一個(gè)正式版。2019 年 12 月，蘋果、谷歌、亞馬遜，三巨頭破天荒的聯(lián)手與 ZigBee 聯(lián)盟共同發(fā)起了基于 IPv6 的智能家居互聯(lián)協(xié)議，名為 CHIP ( Connected Home over IP )，后來在第一個(gè)正式版發(fā)布時(shí)，改名為 Matter，Matter 不僅是一個(gè)互聯(lián)協(xié)議，也是一個(gè)認(rèn)證體系，經(jīng)過 Matter 認(rèn)證的設(shè)備，就能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

以 OSI ( Open System Interconnection 開放式通信系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 ) 來看，Matter 是基于傳輸層之上的應(yīng)用層協(xié)議，僅僅依賴傳輸層中的 IPv6 協(xié)議，從而兼容不同的物理介質(zhì)和數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)準(zhǔn)。

不僅是因?yàn)?Matter 協(xié)議在概念和標(biāo)準(zhǔn)上的先進(jìn)，更是源于蘋果、谷歌、亞馬遜三家智能家居巨頭承諾使用 Matter 協(xié)議的設(shè)備將可以兼容 HomeKit、Google Home、Alexa 生態(tài)，這不僅給業(yè)界注入了一股強(qiáng)心劑，更是讓無數(shù)智能家居愛好者拭目以待。

信馳達(dá)推出支持 Matter 模組

作為深圳老牌無線物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，信馳達(dá)攜手美國德州儀器和芯科科技，推出數(shù)款支持Matter協(xié)議的產(chǎn)品，該多協(xié)議系列模組產(chǎn)品分別基于TI CC1352x7系列、TI CC2652x7系列和Silicon Labs EFR32MG24系列設(shè)計(jì)。除了Matter，產(chǎn)品還支持BLE5.3、ZigBee、Thread等2.4 GHz協(xié)議。另外，CC1352x7系列還支持Sub-1 GHz、M-Bus、Wi-SUN等協(xié)議。

審核編輯黃宇