Matter協(xié)議的誕生

今天我們要聊的話題，和智能家居有關。

說到智能家居，大家應該都不會陌生。早在本世紀初，物聯(lián)網(wǎng)概念剛剛誕生的時候，最主要的應用領域，就是智能家居。

這些年來，隨著數(shù)字技術的不斷發(fā)展，越來越多的家庭智能硬件被發(fā)明出來。這些硬件給家庭生活帶來了很大的便利，也增加了生活的樂趣。

但是，我們在使用智能家居設備的時候，肯定遇到過這樣的問題——

假如，你使用的是A廠商的手機，裝的是A廠商旗下的智能家居平臺App。這時，B廠商發(fā)布了一款智能家居產(chǎn)品，你很喜歡。但是，A廠商的App，沒有辦法管理它。如果想要買它和使用它，你必須再裝一個B廠商的App。

當然如果你又看上了C廠商的產(chǎn)品，這意味著還要裝C廠商的App……

久而久之，你手機上就會有很多的App。

沒錯，這就是長期困擾智能家居行業(yè)的 生態(tài)壁壘問題 。

事實上，物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，一直以來都有碎片化的特點。不同的應用場景，匹配不同特性的物聯(lián)網(wǎng)技術。有的需要大帶寬、有的需要低功耗、有的注重穩(wěn)定性，也有的非常關注成本。

這就催生了2/3/4/5G、NB-IoT、eMTC、LoRa、SigFox、Wi-Fi、藍牙、Zigbee、Thread等多種底層通信技術的混用。

而智能家居又是典型的局域網(wǎng)場景，以Wi-Fi、藍牙、Zigbee、Thread等短距通信技術為主，類別繁多且交叉使用。

而且，因為智能家居都是面向非專業(yè)用戶，所以，廠商們?yōu)榱舜_保用戶體驗，往往會構建自己的平臺和UI界面，采用專有的應用層協(xié)議。于是，就形成了現(xiàn)在的“生態(tài)圈大戰(zhàn)”。

生態(tài)之間的壁壘，不僅給用戶帶來了無盡的煩惱，也給廠商以及開發(fā)者們造成了很大的麻煩——推出同一款產(chǎn)品，就需要針對不同的生態(tài)進行開發(fā)，大幅增加了工作量和成本。

正因為生態(tài)壁壘問題嚴重制約了智能家居的長遠發(fā)展，所以，行業(yè)開始致力于尋找這個問題的解決方案。

****█ Matter協(xié)議的誕生

2019年12月，谷歌和蘋果加入了Zigbee聯(lián)盟，聯(lián)合亞馬遜和全球超過200家公司和數(shù)千名專家，共同推廣新的應用層協(xié)議，也就是 Project CHIP （Connected Home over IP）協(xié)議。

從名字就可以看出，CHIP就是基于IP協(xié)議的家居互聯(lián)。這個協(xié)議的發(fā)起目的，是為了增加設備兼容性、簡化產(chǎn)品開發(fā)、改善用戶體驗、推動行業(yè)發(fā)展。

CHIP工作組誕生之后，原計劃2020年發(fā)布標準，2021年推出產(chǎn)品。但是，因為種種原因，這個計劃未能實現(xiàn)。

2021年5月，Zigbee聯(lián)盟更名為 CSA （Connectivity Standards Alliance，連接標準聯(lián)盟）。同時，CHIP項目也更名為 Matter （中文意思是“情況、事件、物質(zhì)”）。

聯(lián)盟之所以更名，是因為很多成員不愿意加入Zigbee。而CHIP改成Matter，大概率也是因為CHIP這個詞知名度太大（原意是“芯片”），非常容易撞車。

2022年10月，CSA終于正式發(fā)布了Matter標準協(xié)議1.0版本。前不久，2023年5月18日，Matter 1.1版本也發(fā)布了。

CSA聯(lián)盟成員分為發(fā)起者、參與者、采納者三種級別。發(fā)起者的級別最高，是最早參與協(xié)議起草的單位，屬于聯(lián)盟董事會成員，一定程度上參與聯(lián)盟的領導和決定。

部分發(fā)起者單位

谷歌和蘋果作為發(fā)起者的代表，對Matter的早期規(guī)范做出了很大的貢獻。

谷歌貢獻了自家Smart Home現(xiàn)有的網(wǎng)絡層和應用協(xié)議Weave（一套標準認證機制和設備操作命令），而蘋果則貢獻了HAP Security（用于端對端通訊及本地局域網(wǎng)操控，保證了強大的隱私和安全性）。

根據(jù)官網(wǎng)的最新數(shù)據(jù)，CSA聯(lián)盟的發(fā)起者一共是29家企業(yè)，參與者282家，采用者238家。

在巨頭的帶領下，行業(yè)企業(yè)們正在積極為Matter輸出知識產(chǎn)權，致力于構建一個大一統(tǒng)的無縫互聯(lián)生態(tài)。

****█ Matter的協(xié)議架構

說了半天，我們到底該如何理解Matter協(xié)議？它和Wi-Fi、藍牙、Thread和Zigbee之間，到底是什么關系？

別急，我們先看一張圖：

這是一張協(xié)議架構圖。Wi-Fi、Thread、藍牙（BLE）、以太網(wǎng)（Ethernet）這些，屬于底層協(xié)議（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層）；底層往上是網(wǎng)絡層，包括IP協(xié)議；再往上是傳輸層，包括TCP和UDP協(xié)議；而Matter協(xié)議，前面我們已經(jīng)提到，屬于應用層協(xié)議。

藍牙和Zigbee除了底層協(xié)議之外，也有專用的網(wǎng)絡層、傳輸層、應用層。

所以，Matter與Zigbee、藍牙是互斥的協(xié)議。目前，Matter支持的底層協(xié)議，只有Wi-Fi、Thread和以太網(wǎng)（Ethernet）。

除了協(xié)議架構之外，我們還需要知道，Matter協(xié)議的設計理念是開放式的。

它是一個 開源協(xié)議 ，可以被任何人查看、使用和修改，以適應不同的應用場景和需求，這將可以帶來透明和可靠的技術優(yōu)勢。

Matter協(xié)議的安全性也是一大賣點。它使用了最新的加密技術，支持端到端加密，確保用戶的通訊內(nèi)容不被竊取或篡改。

****█ Matter的組網(wǎng)模式

接下來，我們看看Matter的實際組網(wǎng)。還是通過一張圖來說明：

如圖所示，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設備，直接連接無線路由器即可。支持Matter協(xié)議的Thread設備，通過邊界路由器（Border Routers），也可以與Wi-Fi等基于IP的網(wǎng)絡互聯(lián)。

對于不支持Matter協(xié)議的設備，例如Zigbee或者藍牙設備等，可以連接到網(wǎng)橋類設備（Matter Bridge/Gateway），進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，然后連接無線路由器。

****█ Matter的產(chǎn)業(yè)進展

Matter代表了智能家居技術的發(fā)展趨勢。因此，自成立之日起，就受到了廣泛關注和熱烈支持。

行業(yè)對Matter的發(fā)展前景非常樂觀。根據(jù)市場研究公司ABI Research的最新報告，從 2022年到2030年，將有超過200億臺無線互聯(lián)智能家居設備在全球出售，其中很大一部分設備類型將滿足Matter規(guī)范。

圖片來自：ABI Research

Matter目前采用的是認證機制。廠商開發(fā)的硬件，需要通過CSA聯(lián)盟的認證流程，才能獲得Matter的認證證書，且允許使用Matter標志。

按CSA的說法，Matter規(guī)范將適用于控制板、門鎖、燈、插座、開關、傳感器、恒溫器、風扇、氣候控制器、百葉窗和媒體設備等多種類型的設備，涵蓋了智能家居的幾乎所有場景。

Matter支持的終端設備類型（來自CSA官網(wǎng)）

從產(chǎn)業(yè)上來看，行業(yè)已經(jīng)有不少廠商的產(chǎn)品通過了Matter認證，并逐漸進入市場。芯片和模組廠商方面，對Matter的支持力度也比較大。

國內(nèi)模組領軍企業(yè)——移遠通信，作為CSA 參與者級別會員，對Matter的應用層做出了相關的貢獻，且還推出了多款支持Matter協(xié)議的Wi-Fi模組，包括FC41D、FCM100D、FLM040D和FLM140D等多系列產(chǎn)品。

他們基于模組、APP、平臺、認證、生產(chǎn)的一站式Matter解決方案，可以迅速降低客戶Matter設備的研發(fā)準入門檻，縮短產(chǎn)品上線周期。

考慮到Matter還處于起步階段，整個協(xié)議具有一定技術與合作的復雜性，因此，移遠通信在推出的Matter模組產(chǎn)品上，更強調(diào)“操作的簡單性、可靠性和安全性”。

以照明和電工應用為例，移遠通信基于Matter模組開發(fā)的應用層固件，可以實現(xiàn)眾多非常實用的功能。

移遠方案可支持符合Matter標準的APP對設備進行配網(wǎng)、控制、分享，且支持客戶通過OEM APP建立屬于自己的APP體系。他們所提供的“終端+連接+平臺+應用”一站式端到端解決方案，可以幫助客戶便捷、高效、快速連接，實現(xiàn)更多物聯(lián)網(wǎng)場景應用。

值得一提的是，移遠通信還可以提供一整套的產(chǎn)線改造方案，幫助客戶實現(xiàn)二維碼鐳雕、功能自動化測試、設備老化測試等一系列工作。

****█ 結(jié)語

Matter作為一個上層協(xié)議，最大的作用在于打破了不同設備和生態(tài)之間的壁壘。不同的人，看待Matter的視角也不同，有人將其視為救世主，也有人將其視為清流。

目前，Matter協(xié)議仍處于走入市場的前期階段，或多或少還面臨一些問題和挑戰(zhàn)，例如成本較高、存量設備更新周期較長等。

不管怎么說，它給沉悶多年的智能家居技術體系帶來了沖擊。如果老的體系制約了技術的發(fā)展，限制了用戶的體驗，那么，我們就需要像Matter這樣的技術站出來，勇?lián)笕巍?/p>

Matter是否會獲得成功，我們還沒有辦法做出結(jié)論。但是，將數(shù)字技術賦能家庭生活，持續(xù)改善用戶的數(shù)字生活體驗，是整個智能家居行業(yè)的愿景，也是每個行業(yè)企業(yè)以及從業(yè)者的職責。

希望智能家居能早日打破所有的技術桎梏，真正走入每一個家庭。