本文来自微信公众号：鲜枣课堂 （ID：xzclasscom），作者：小枣君，原文标题：《Matter协议高速崛起，你真的了解它吗？》，题图来自：视觉中国


今天我们要聊的话题，和智能家居有关。


说到智能家居，大家应该都不会陌生。早在本世纪初，物联网概念刚刚诞生的时候，最主要的应用领域，就是智能家居。


这些年来，随着数字技术的不断发展，越来越多的家庭智能硬件被发明出来。这些硬件给家庭生活带来了很大的便利，也增加了生活的乐趣。


但是，我们在使用智能家居设备的时候，肯定遇到过这样的问题——


假如，你使用的是A厂商的手机，装的是A厂商旗下的智能家居平台App。这时，B厂商发布了一款智能家居产品，你很喜欢。但是，A厂商的App，没有办法管理它。如果想要买它和使用它，你必须再装一个B厂商的App。


当然，如果你又看上了C厂商的产品，这意味着还要装C厂商的App……



久而久之，你手机上就会有很多的App。


没错，这就是长期困扰智能家居行业的生态壁垒问题。


事实上，物联网技术的发展，一直以来都有碎片化的特点。不同的应用场景，匹配不同特性的物联网技术。有的需要大带宽、有的需要低功耗、有的注重稳定性，也有的非常关注成本。


这就催生了2/3/4/5G、NB-IoT、eMTC、LoRa、SigFox、Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread等多种底层通信技术的混用。


而智能家居又是典型的局域网场景，以Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread等短距通信技术为主，类别繁多且交叉使用。


而且，因为智能家居都是面向非专业用户，所以，厂商们为了确保用户体验，往往会构建自己的平台和UI界面，采用专有的应用层协议。于是，就形成了现在的“生态圈大战”。


生态之间的壁垒，不仅给用户带来了无尽的烦恼，也给厂商以及开发者们造成了很大的麻烦——推出同一款产品，就需要针对不同的生态进行开发，大幅增加了工作量和成本。


正因为生态壁垒问题严重制约了智能家居的长远发展，所以，行业开始致力于寻找这个问题的解决方案。


Matter协议的诞生


2019年12月，谷歌和苹果加入了Zigbee联盟，联合亚马逊和全球超过200家公司和数千名专家，共同推广新的应用层协议，也就是Project CHIP（Connected Home over IP）协议。


从名字就可以看出，CHIP就是基于IP协议的家居互联。这个协议的发起目的，是为了增加设备兼容性、简化产品开发、改善用户体验、推动行业发展。


CHIP工作组诞生之后，原计划2020年发布标准，2021年推出产品。但是，因为种种原因，这个计划未能实现。


2021年5月，Zigbee联盟更名为CSA（Connectivity Standards Alliance，连接标准联盟）。同时，CHIP项目也更名为Matter（中文意思是“情况、事件、物质”）。


联盟之所以更名，是因为很多成员不愿意加入Zigbee。而CHIP改成Matter，大概率也是因为CHIP这个词知名度太大（原意是“芯片”），非常容易撞车。


2022年10月，CSA终于正式发布了Matter标准协议1.0版本。前不久，2023年5月18日，Matter 1.1版本也发布了。


CSA联盟成员分为发起者、参与者、采纳者三种级别。发起者的级别最高，是最早参与协议起草的单位，属于联盟董事会成员，一定程度上参与联盟的领导和决定。


部分发起者单位


谷歌和苹果作为发起者的代表，对Matter的早期规范做出了很大的贡献。


谷歌贡献了自家Smart Home现有的网络层和应用协议Weave（一套标准认证机制和设备操作命令），而苹果则贡献了HAP Security（用于端对端通讯及本地局域网操控，保证了强大的隐私和安全性）。


根据官网的最新数据，CSA联盟的发起者一共是29家企业，参与者282家，采用者238家。


在巨头的带领下，行业企业们正在积极为Matter输出知识产权，致力于构建一个大一统的无缝互联生态。


Matter的协议架构


说了半天，我们到底该如何理解Matter协议？它和Wi-Fi、蓝牙、Thread和Zigbee之间，到底是什么关系？


别急，我们先看一张图：



这是一张协议架构图。Wi-Fi、Thread、蓝牙（BLE）、以太网（Ethernet）这些，属于底层协议（物理层和数据链路层）；底层往上是网络层，包括IP协议；再往上是传输层，包括TCP和UDP协议；而Matter协议，前面我们已经提到，属于应用层协议。


蓝牙和Zigbee除了底层协议之外，也有专用的网络层、传输层、应用层。


所以，Matter与Zigbee、蓝牙是互斥的协议。目前，Matter支持的底层协议，只有Wi-Fi、Thread和以太网（Ethernet）。


除了协议架构之外，我们还需要知道，Matter协议的设计理念是开放式的。


它是一个开源协议，可以被任何人查看、使用和修改，以适应不同的应用场景和需求，这将可以带来透明和可靠的技术优势。


Matter协议的安全性也是一大卖点。它使用了最新的加密技术，支持端到端加密，确保用户的通讯内容不被窃取或篡改。


Matter的组网模式


接下来，我们看看Matter的实际组网。还是通过一张图来说明：



如图所示，Matter是基于TCP/IP的协议，所以，TCP/IP是什么组网，Matter就是什么组网。


支持Matter协议的Wi-Fi、Ethernet设备，直接连接无线路由器即可。支持Matter协议的Thread设备，通过边界路由器（Border Routers），也可以与Wi-Fi等基于IP的网络互联。


对于不支持Matter协议的设备，例如Zigbee或者蓝牙设备等，可以连接到网桥类设备（Matter Bridge/Gateway），进行协议转换，然后连接无线路由器。


Matter的产业进展


Matter代表了智能家居技术的发展趋势。因此，自成立之日起，就受到了广泛关注和热烈支持。


行业对Matter的发展前景非常乐观。根据市场研究公司ABI Research的最新报告，从 2022年到2030年，将有超过200亿台无线互联智能家居设备在全球出售，其中很大一部分设备类型将满足Matter规范。


图片来自：ABI Research


Matter目前采用的是认证机制。厂商开发的硬件，需要通过CSA联盟的认证流程，才能获得Matter的认证证书，且允许使用Matter标志。


按CSA的说法，Matter规范将适用于控制板、门锁、灯、插座、开关、传感器、恒温器、风扇、气候控制器、百叶窗和媒体设备等多种类型的设备，涵盖了智能家居的几乎所有场景。


Matter支持的终端设备类型（来自CSA官网）


从产业上来看，行业已经有不少厂商的产品通过了Matter认证，并逐渐进入市场。芯片和模组厂商方面，对Matter的支持力度也比较大。


结语


Matter作为一个上层协议，最大的作用在于打破了不同设备和生态之间的壁垒。不同的人，看待Matter的视角也不同，有人将其视为救世主，也有人将其视为清流。


目前，Matter协议仍处于走入市场的前期阶段，或多或少还面临一些问题和挑战，例如成本较高、存量设备更新周期较长等。


不管怎么说，它给沉闷多年的智能家居技术体系带来了冲击。如果老的体系制约了技术的发展，限制了用户的体验，那么，我们就需要像Matter这样的技术站出来，勇担大任。


Matter是否会获得成功，我们还没有办法做出结论。但是，将数字技术赋能家庭生活，持续改善用户的数字生活体验，是整个智能家居行业的愿景，也是每个行业企业以及从业者的职责。


希望智能家居能早日打破所有的技术桎梏，真正走入每一个家庭。


本文来自微信公众号：鲜枣课堂 （ID：xzclasscom），作者：小枣君