【科普】Matter协议高速崛起，你真的了解它吗？

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。今天要聊的话题就和智能家居有关。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，用户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的协议架构诞生

说了半天，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，先看下面一张图：

 

 

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，大家还需要知道，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，一起看看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。

国内模组领军企业——移远通信，作为CSA 参与者级别会员，对Matter的应用层做出了相关的贡献。其还推出了基于模组、App、平台、认证、生产的一站式Matter解决方案，可以迅速降低客户Matter设备的研发准入门槛，缩短产品上线周期，同时有效降低客户的整体使用成本。

其中在硬件模组上，移远通信已推出了多款支持Matter协议的Wi-Fi模组，包括FC41D、FCM100D、FLM040D等多系列产品。该系列模组均支持主流封装方式，能够更大程度地适配不同平台客户产品。同时，移远通信模组产品在生产过程中烧录设备证书信息并通过云端授权，为客户大幅减少前期开发成本。

在App软件层面，移远通信Matter解决方案能够提供一站式的App解决方案，帮助客户快速生成自有品牌App，且支持多项功能的自定义配置，给予客户在开发过程中充分的自由选择性，同时也能够灵活满足更多垂直行业的特殊化需求。

此外，为了更好地帮助客户搭建Matter证书体系，移远通信提供Matter DAC区块链证书管理平台、Matter品类证书转让服务，客户可根据自身产品的应用场景与市场需求，选择不同的服务，大幅降低Matter认证体系成本。依托移远通信在认证等方面多年累积的经验，此项服务不仅可以减少客户进行Matter软硬件认证的工作量，还可提供更安全的证书管理能力，为托管于其中的证书提供强大的安全性，帮助厂商推进Matter设备量产。

Matter设备皆需要通过扫码或手动输入配网短码进行配网，但不同设备需分配不同的二维码，不可混用。针对这一需求，移远通信还可以在生产环节为客户提供二维码镭雕方案、贴码方案，从云端直接获取二维码数据，保证镭雕码的唯一性，且支持客户定制化，实现功能自动化测试、设备老化测试等一系列工作。

移远通信Matter解决方案为客户提供IoT 全连接服务，并提供 “终端+连接+平台+应用”的一站式端到端解决方案，帮助客户便捷、高效、快速地连接，实现更多物联网场景应用。由于目前Matter还处于起步阶段，整个协议具有一定技术与合作的复杂情况，因此，移远通信Matter解决方案更强调“操作的简单性、可靠性和安全性”，旨在更大程度为客户提供更具有成本优势的服务。

以照明和电工应用为例，移远通信基于Matter模组开发的应用层固件，可以实现众多非常实用的功能。如Matter照明解决方案，将照明功能进行等级划分，为客户提供通用、标准、高级等三项功能选择，客户可根据自身产品定位需求，进行自由选择，以推出更符合市场所需的照明产品。Matter电工解决方案同样聚焦智能家居所需，提供数据统计、远程操控、设备联动等智能化功能。

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，市场就需要像Matter这样的技术站出来，勇担大任。

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，也是每个行业从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。