Matter 規(guī)范的誕生歷程

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)家庭項目（Project Connected Home over IP，簡稱 CHIP），是為智能家居市場引入互操作性的最新嘗試，目標是讓用戶購買兩臺 Matter 認證設(shè)備時這兩臺設(shè)備能相互聯(lián)通配合。實現(xiàn)這一目標后，消費者便能放心地購買不同生產(chǎn)廠商的智能家居設(shè)備，而廠家則無需為每個大型甚至小型市場客戶單獨的增加所需功能。

簡單來說，消費者無需確定不同品牌之間的智能家居產(chǎn)品是否兼容，也無需關(guān)心核心網(wǎng)關(guān)設(shè)備采用的是嵌入式 Wi-Fi、Thread 還是低功耗無線電協(xié)議，只需在設(shè)備上尋找 Matter 認證標志，即可確保互操作性。對于智能家居產(chǎn)品制造商而言，可以通過統(tǒng)一標準來構(gòu)建產(chǎn)品，從而簡化開發(fā)過程。同時， Matter 規(guī)范是基于 IP 的標準，也為開發(fā)人員提供了通用且已構(gòu)建的溝通交流基礎(chǔ)。

“智能家居行業(yè)在其背后達成了前所未有的重大共識”，這是 Matter 的最大亮點。

Matter 1.0 的誕生

簡單回顧一下 Matter 規(guī)范的誕生歷程。

在亞馬遜、蘋果和谷歌發(fā)起 CHIP 項目后，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 Zigbee 聯(lián)盟董事會成員隨即加入，他們希望 CHIP 項目能將 Zigbee、Thread、藍牙和 Wi-Fi 等不同組件整合到一個總體標準中，以簡化智能家居設(shè)備商開發(fā)成本，提高產(chǎn)品之間兼容性。

但如前文所述，Matter 的重點在應(yīng)用層，是在系統(tǒng)集成和控制的關(guān)鍵點——也就是智能家居管理平臺上提出的標準，依賴于以太網(wǎng)、Wi-Fi、Thread 等底層協(xié)議。然而 Zigbee 和藍牙都是不適配 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、藍牙是互斥的協(xié)議，無法共同存在；而與 Wi-Fi 則是依賴關(guān)系。

2021 年 5 月，基于 IP 的統(tǒng)一連接協(xié)議 Matter 取代了原先的 CHIP 成為該標準的正式名稱，ZigBee 聯(lián)盟也更名為連接標準聯(lián)盟（Connectivity Standards Alliance，簡稱 CSA）。2022 年 10 月，CSA 連接標準聯(lián)盟宣布Matter 1.0 技術(shù)規(guī)范正式發(fā)布，認證計劃同時開放。智能家居品牌可以對其產(chǎn)品進行相關(guān)測試和認證，一旦獲得認證，公司就可以開始銷售帶有 Matter 標志的設(shè)備。

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/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、車庫門控制以及安全傳感器、觸控板和報警器等。相關(guān)方面有計劃在之后的版本或 Matter 迭代規(guī)范中添加包括視頻、臺面廚電、保健與健康、環(huán)境測量等應(yīng)用。

根據(jù) ABI Research 的預(yù)測，從 2022 年至 2030 年，將有超過 200 億部無線互聯(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，諸如消費型機器人和智能電器，也將會支持 Matter 規(guī)范。

差異化競爭優(yōu)勢何處尋？

可以預(yù)見的是，對于已經(jīng)參與智能家居市場的 OEM 廠商而言，Matter 將會減少技術(shù)限制，讓他們可以通過單個版本的互連產(chǎn)品，找到進入智能家居的機會。對于現(xiàn)有的廠商和新進入者，Matter 將會極大地簡化每種產(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。

但 Qorvo 市場經(jīng)理 Dash Kong 卻在一次媒體見面會上指出，與我們所熟知的 Zigbee、藍牙標準不同，Matter 是完全開源的標準。也就是說，無論是設(shè)備廠商還是芯片廠商，每個人都可以查看和下載源代碼，每個部門都可以使用相同的數(shù)據(jù)庫和軟件，他們都是在開源軟件的基礎(chǔ)上去運行自己的應(yīng)用程序，導(dǎo)致原有 Zigbee、藍牙協(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越小。

之所以要這樣做，是 Matter 規(guī)范要保證每一臺設(shè)備接入之后都可以實現(xiàn)互聯(lián)互通，因此必須要有對應(yīng)的開源代碼。這樣一來，軟件層面的差異化就很難在市場中形成真正的競爭優(yōu)勢，相比之下，像 Qorvo 這樣具備更多硬件性能優(yōu)勢的廠商將因此獲益。

ConcurrentConnect? 技術(shù)即為 Qorvo 征戰(zhàn) Matter 戰(zhàn)場的利器之一。這是一項獨特的功能，可在單個家庭網(wǎng)絡(luò)中同步運行單協(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)中的所有標準和協(xié)議之間無縫切換，使更多基于不同標準的終端設(shè)備得以連接和控制?；诖?，Qorvo 也為客戶提供了同時支持 Zigbee，Thread 以及 BLE 協(xié)議的單芯片解決方案，大幅度降低開發(fā)投入，PCB 板上面積以及外圍器件數(shù)量。

“很多廠商也宣稱自己擁有同樣類似的技術(shù)，但實際上他們的方案更多依靠軟件的高速切換實現(xiàn)，信號丟包、延遲等現(xiàn)象時常發(fā)生?！盌ash Kong 說，Qorvo 通過硬件技術(shù)去解決上述問題，實現(xiàn)了真正意義上的實時同步信號處理。

天線方面具備的優(yōu)勢則是利器之二。作為一家以射頻解決方案見長的公司，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，而是通過提供兩個平行的射頻信號輸出口，為客戶提供片上 Antenna Diversity 技術(shù)，客戶無線額外的 RF 設(shè)計便可活動更加穩(wěn)定的無線信號鏈路，提升用戶使用體驗。

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時并發(fā)功能的收發(fā)器，后者則是一個智能家居通信控制器，通過單一無線電提供出色的多標準性能。這些產(chǎn)品支持跨多個標準協(xié)議的無縫和同步網(wǎng)絡(luò)管理。值得一提的是，Qorvo QPG6105 開發(fā)板還是全球首批通過 Matter 認證的 Thread RGB 智能燈控應(yīng)用。此外，Qorvo 針對 Matter 的軟件解決方案現(xiàn)也在該公司的 Github 網(wǎng)站上推出。

針對行業(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？”、“如果無法加入，那么整個智能家居還是碎片化的?！钡葐栴}，Dash Kong 回應(yīng)稱，Matter 協(xié)議在創(chuàng)立之初就考慮了這個問題，因為現(xiàn)有設(shè)備中普遍采用 Zigbee 和其他物聯(lián)網(wǎng)無線協(xié)議，雖然無法直接連接到 Matter ，但有無線協(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。

換句話說，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，通過橋接設(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)備進行通信。

目前，許多物聯(lián)網(wǎng)終端制造商已經(jīng)計劃更新現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品來達成 Matter 橋接需求，并將推出可同時支持已部署的 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 OTA 升級以支持 Matter，其余的智能家居產(chǎn)品則可能被排除在 Matter 陣營之外。

結(jié)語

過去的幾十年里，盡管智能家居技術(shù)已經(jīng)從一個小眾市場發(fā)展成為一個更主流的市場，但市場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 標準的到來，智能家居產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)的企業(yè)，都將能夠為市場提供跨品牌和跨生態(tài)互聯(lián)互通的新一代產(chǎn)品，讓消費者體驗更好的隱私保護、安全和便捷。