Labs 導讀

Matter協議是一個開放標準的智能家居協議，旨在實現設備的互聯互通。它提供了統一的設備發現、安全性、數據模型和通信協議，使不同品牌的設備能夠無縫連接和協同工作。Matter協議簡化了設備配置和控制，提供了更便捷、智能和安全的智能家居體驗。它的優勢包括設備互操作性、簡化配置和控制、安全性和隱私保護以及擴展性和開放性。Matter協議的未來發展將集中在增加設備和廠商的支持、拓展生態系統和推動智能家居行業的發展。

Part 01、  Matter協議的背景和目標 

Matter協議是由蘋果、谷歌、亞馬遜和其他公司聯合推動的一項開放標準協議，2022年10月推出1.0，2023年5月Matter1.1版本已發布。它旨在解決智能家居設備之間互操作性的問題，即不同廠商生產的智能設備無法無縫地進行通信和協同工作的情況。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協議，就能夠通過IP網絡以統一的方式進行連接、管理和控制。

? 對于消費者

消費者可以只用一個App控制所有支持Matter的設備，大大提升了操控便捷性，消費者的接受度更高。同時，用戶對于產品的選擇范圍更廣，不再因為協議限制而只能選擇特定的設備廠商，可在更多的品牌廠商中選擇自己心儀的產品。

? 對于硬件廠商

硬件廠商不用重復造輪子，不再需要同時維護多個生態系統或通過多個認證，一套Matter標準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品上，為用戶提供體驗更優的產品。中小設備廠商的智能產品也能夠有機會與品牌廠商設備進行互聯互通。

? 對于服務商

服務商也不再局限于特定的廠商，可在更多的廠商中選擇產品。Matter簡化了供應鏈管理、溝通和運營成本，使服務商更加專注于提升自身的服務能力，為客戶創造更大的價值。

Part 02、  Matter協議的架構和工作原理 

Matter旨在為智能家居設備建立一個通用的基于ipv6的通信協議，聚焦在制定應用層標準的協議規范（下圖1左）。將應用層架構展開來看（下圖1右），matter技術規范定義數據消息的封裝和發送、通信的加密和授權、以及“物模型”和應用層數據的“交互模型”等。matter不關注產品物理層選用何種標準，只關注應用層是否遵守定義的規范。

Matter的架構是基于三個主要組件構建的：Matter Core Specification、Matter Device Specification和Matter Application層。

2.1 Matter Core Specification（核心規范）

這部分規范定義了Matter協議的核心要素，包括設備發現、安全性、數據模型、消息傳輸和設備管理等方面。其中，設備發現和安全性是非常重要的部分。

• 設備發現：Matter協議通過使用統一的設備描述符和廣播機制，使得設備能夠自動被識別和發現。這樣，用戶就可以輕松將新設備添加到其智能家居網絡中。
• 安全性：Matter協議采用了強大的安全性機制，以確保設備之間的通信和數據傳輸的保密性和完整性。它使用了先進的加密技術和認證機制來防止未經授權的訪問和數據泄露。

2.2 Matter Device Specification（設備規范）

這部分規范定義了設備的功能和行為，以及設備之間的交互方式。它規定了設備的數據模型、指令集、屬性和事件等，以便設備能夠按照統一的方式進行通信和交互。

• 數據模型：Matter協議采用了統一的數據模型，以描述設備的功能和屬性。這樣，不同品牌的設備可以理解并相互交流，而無需針對每個不同的設備制定專門的邏輯。
• 指令集：Matter協議定義了一套標準的指令集，用于設備之間發送和接收命令。這使得不同品牌的設備能夠以統一的方式進行控制和操作。

2.3 Matter Application層

Matter協議還提供了一個應用層，用于實現設備的配置、管理和控制。這些應用層的接口和協議可以通過應用程序、智能音箱或智能手機等進行訪問和操作，使用戶能夠方便地管理和控制其智能家居設備。

通過這些組件和規范，Matter協議實現了智能家居設備之間的互操作性。不同品牌的設備可以通過Matter協議進行連接和通信，以實現智能家居的自動化和聯動操作。

Part 03、  Matter組網模式  

Matter是基于TCP/IP的協議，所以，TCP/IP是什么組網，Matter就是什么組網。

支持Matter協議的Wi-Fi、Ethernet設備，直接連接無線路由器即可。

支持Matter協議的Thread設備，通過邊界路由器（Border Routers），也可以與Wi-Fi等基于IP的網絡互聯。

不支持Matter協議的設備，例如Zigbee或者藍牙設備等，可以連接到網橋類設備（Matter Bridge/Gateway），進行協議轉換，然后連接無線路由器。網絡組網模式如下圖2所示。

Part 04、  Matter協議的未來發展  

Matter協議作為開放標準協議，正在得到越來越多的廠商和開發者的支持和采用。這促使Matter協議在智能家居領域的應用和普及持續擴大。Matter目前采用的是認證機制，廠商開發的硬件，需要通過CSA聯盟的認證流程，才能獲得Matter的認證證書，且允許使用Matter標志。但是其仍然存在一些問題：

• 歷史存量設備改造難

物聯網設備歷史存量是一個超大的規模，比如一個家庭有多個非Matter物聯網設備，這時候購買一個兩個Matter設備是很難跟存量設備完美融合的。

• 產品差異化降低

統一有時候是一把雙刃劍，當所有廠家都按照統一的標準去做，產品的差異化上就會變低，對于消費者來說可能某些個性化功能就無法體驗。當然統一帶來的好處是消費者手機上不用那么多的app，設備選擇上不用受限于某一個特有品牌。

• 生態不夠完善

Matter是一個較長周期的產業，需要整個產業鏈的完善，芯片、模組、成品、平臺、軟件等等都是密不可分的，中間如果有缺失實際就會影響產品的推出。在CSA官網可以查詢到的已經通過認證的產品數量還不是太多，并且目前還有很多產品品類Matter并沒有覆蓋到。

Part 05、  探索總結  

本文主要介紹了matter協議，讓大家對該協議有一個簡要的認知。同時我們也在積極探索路由器內置matter支持。通過在路由器內置matter支持幫助用戶在家庭中直連Wi-Fi、Ethernet設備、借助網關連接Thread、Zigbee設備，對于不支持matter的設備可借助網橋通過協議轉換的方式連接至路由器，從而實現設備間順暢溝通，由此用戶可根據喜好廣泛選擇不同品牌、協議的智能家居產品，提升全屋智能體驗。