【導讀】作為一種應用層規(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 認證設備時這兩臺設備能相互聯(lián)通配合。實現這一目標后，消費者便能放心地購買不同生產廠商的智能家居設備，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品是否兼容，也無需關心核心網關設備采用的是嵌入式 Wi-Fi、Thread 還是低功耗無線電協(xié)議，只需在設備上尋找 Matter 認證標志，即可確保互操作性。對于智能家居產品制造商而言，可以通過統(tǒng)一標準來構建產品，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建的溝通交流基礎。
“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、恩智浦半導體、三星 Smart Things、Silicon Labs 在內的其他 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，以簡化智能家居設備商開發(fā)成本，提高產品之間兼容性。
但如前文所述，Matter 的重點在應用層，是在系統(tǒng)集成和控制的關鍵點——也就是智能家居管理平臺上提出的標準，依賴于以太網、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、專用的網絡層/傳輸層和專用的應用層。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品進行相關測試和認證，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/網橋、HVAC 控制、控制器這八大類設備。之所以選擇這些設備類型，原因是這些設備具有最大的市場需求和廣泛的普及率，以及設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)境測量等應用。
根據 ABI Research 的預測，從 2022 年至 2030 年，將有超過 200 億部無線互聯(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。在未來幾年內，這些產品中的絕大部分，還有其他的產品，諸如消費型機器人和智能電器，也將會支持 Matter 規(guī)范。
Matter 兼容智能家居設備出貨量（圖源：ABI Research）
差異化競爭優(yōu)勢何處尋？
可以預見的是，對于已經參與智能家居市場的 OEM 廠商而言，Matter 將會減少技術限制，讓他們可以通過單個版本的互連產品，找到進入智能家居的機會。對于現有的廠商和新進入者，Matter 將會極大地簡化每種產品的技術選擇，以及這些設備和電器的生命周期管理。
但 Qorvo 市場經理 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據庫和軟件，他們都是在開源軟件的基礎上去運行自己的應用程序，導致原有 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)范要保證每一臺設備接入之后都可以實現互聯(lián)互通，因此必須要有對應的開源代碼。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。
Qorvo 市場經理 Dash Kong
ConcurrentConnect? 技術即為 Qorvo 征戰(zhàn) Matter 戰(zhàn)場的利器之一。這是一項獨特的功能，可在單個家庭網絡中同步運行單協(xié)議和多協(xié)議智能設備。它讓網關可以在家居網絡中的所有標準和協(xié)議之間無縫切換，使更多基于不同標準的終端設備得以連接和控制。基于此，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量。
“很多廠商也宣稱自己擁有同樣類似的技術，但實際上他們的方案更多依靠軟件的高速切換實現，信號丟包、延遲等現象時常發(fā)生。”Dash Kong 說，Qorvo 通過硬件技術去解決上述問題，實現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 在提升網絡鏈路穩(wěn)定性方面既不靠提高產品的發(fā)射功率，也不靠提高產品接收靈敏度，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，客戶無線額外的 RF 設計便可活動更加穩(wěn)定的無線信號鏈路，提升用戶使用體驗。
在兩種技術的加持下，Qorvo 正在生產多款與 Matter 兼容的設備，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。這些產品支持跨多個標準協(xié)議的無縫和同步網絡管理。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 智能燈控應用。此外，Qorvo 針對 Matter 的軟件解決方案現也在該公司的 Github 網站上推出。
針對行業(yè)比較關心的，“之前買的物聯(lián)網設備能否加入 Matter 大家庭？”、“如果無法加入，那么整個智能家居還是碎片化的。”等問題，Dash Kong 回應稱，Matter 協(xié)議在創(chuàng)立之初就考慮了這個問題，因為現有設備中普遍采用 Zigbee 和其他物聯(lián)網無線協(xié)議，雖然無法直接連接到 Matter ，但有無線協(xié)議連接的基礎，“橋接”是 Matter 連接到這些現有設備的關鍵，只需要在新設備中以集成這樣的橋接網關，就可以讓現有傳感器網絡與 Matter 網絡互操作。
換句話說，在 Matter 生態(tài)系統(tǒng)中，非 Matter 設備可以作為“被橋接設備”節(jié)點，通過橋接設備完成其他協(xié)議（如 Zigbee）和 Matter 協(xié)議之間的映射，從而與系統(tǒng)中的 Matter 設備進行通信。
目前，許多物聯(lián)網終端制造商已經計劃更新現有網關產品來達成 Matter 橋接需求，并將推出可同時支持已部署的 Zigbee、Thread 設備以及更新的 Matter 產品。一些非 Matter 設備也可以通過 OTA 升級以支持 Matter，其余的智能家居產品則可能被排除在 Matter 陣營之外。
結語
過去的幾十年里，盡管智能家居技術已經從一個小眾市場發(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)互通的新一代產品，讓消費者體驗更好的隱私保護、安全和便捷。
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