無縫互聯的智能家居自1984年在美國全國住宅建造商協會(NAHB)大會上被首次提出以來,眾多設備制造商針對該概念進行了反復展望、探討和展示。然而,即便物聯網與云端連接技術為智能家居帶來了諸多進步,現實發展仍落后于預期。業主在嘗試打造真正互聯的智能家居時,仍面臨安裝、兼容性與安全性問題。這并非由于標準缺失——事實上是標準眾多,卻彼此難以兼容。正因如此,連接標準聯盟(CSA)聯合280余家企業于2022年10月推出了Matter 1.0 規范,旨在打造統一的智能家居標準。如今距Matter發布已逾兩年,它的進展如何?消費者又如何看待它?
Matter的優勢:統一標準致力于解決智能家居互操作性、簡易性與安全性問題
對消費者而言,設備互聯一直頗為復雜。他們不得不在生態系統中艱難抉擇(每個生態的設備選擇有限),跨生態添加設備時則面臨兼容性挑戰,此外,還要擔憂設備與家庭生態系統的安全性。
對設備制造商而言,多生態適配也是巨大負擔。面對不同生態的差異化要求,廠商被迫為每個生態開發定制版本。紛繁的生態、多樣的家居產品及協議選擇,使得實現真正互聯且安全的智能家居困難重重。為此,蘋果、谷歌、亞馬遜等企業聯合推動制定統一標準,以突破這一困境。
CSA發布的Matter 1.0 規范通過提供統一的應用層標準,解決了上述難題。該標準覆蓋智能門鎖、照明、溫控器、安防系統、傳感器及媒體設備等場景,并得到蘋果、谷歌、亞馬遜、英飛凌等550余家國際科技企業支持,共同為消費者與制造商破解連接與安全困局。
Matter的工作原理
Matter為智能家居定義了應用層協議。其架構基于IPv6協議,并獨立于底層網絡與物理層。通過應用層抽象,Matter可運行于Wi-Fi、以太網及Thread(基于IEEE 802.15.4射頻的低功耗低速網絡)之上。此外,Matter提供標準化橋接功能,使傳統Zigbee設備可映射為原生Matter設備,保障用戶現有設備的兼容性。
Matter在應用層定義了什么?Matter包含一系列內容以確保設備間互操作性并增強消費者信心,具體包括:
面向消費者的設備安裝與配置
設備間消息交互及消息內容
設備安全要求及交互安全標準
設備安裝與配置流程包含多個步驟。首先是將設備接入用戶家庭網絡,這一過程通過蘋果、谷歌、亞馬遜等廠商支持的簡易配對機制實現——設備需在被識別后,經過安全認證和身份驗證才會被加入網絡。設備安全接入后,用戶可對其進行命名、與其他設備配對,并設置常規操作(如為溫控器進行日程編程或調節燈泡亮度)。完成這些步驟后,設備即可投入正常使用。
Matter明確定義了應用層消息傳輸、數據類型與格式以及安全規范。這看似簡單,實則基于Zigbee數據模型多年積累的設備定義標準。例如,溫控器必須支持加熱/制冷功能,可選支持占用感應、周計劃或用戶自定義溫度回差。由于這些功能的行為和消息交互已全面定義,暖通空調制造商可確保其產品能兼容iPhone、安卓設備或Alexa語音助手等通用用戶界面設備的內置控制功能。
此外,Matter顯著提升了設備安全性,實現多項極佳實踐。非常關鍵的是,設備將在制造階段加載證書,用于驗證設備已完成Matter認證且由認證制造商合法生產。設備加入網絡后,將獲得操作證書以建立網絡內安全通信。Matter還要求所有設備支持安全的無線軟件更新,以便在出現問題時進行設備升級和補丁修復。
其他Matter相關計劃
Matter的開發工作并非普通的標準制定活動,其涵蓋以下關鍵方向:
Matter規范體系,包含設備庫及應用功能
開源軟件計劃,通過GitHub開放源代碼,確保開發者可自由使用Matter協議
測試與認證體系,提供測試工具鏈,對設備進行驗證與認證,通過后方可使用Matter徽標
Matter的底層網絡技術包括Wi-Fi和Thread。Wi-Fi使Matter設備能夠通過大帶寬本地網絡進行交互,并允許智能家居設備與云端通信。Thread則提供了一個高能效且高度可靠的基于IP的網狀網絡,即使低功耗設備也能通過Thread邊界路由器連接到Wi-Fi和云端。
Matter自初始發布以來的演進
Matter 1.0版本于2022年10月發布,這是將Matter推向更廣闊市場的重要里程碑。但與其他標準一樣,它仍在持續演進。這一點至關重要,因為制造商和消費者都希望一個標準能夠獲得持續支持、不斷發展并隨時間推移增加更多功能。
Matter承諾每年進行兩次更新,包括錯誤修復、新功能和新設備類型。這并非易事,因為這意味著每年需要兩次更新規范、開源代碼和測試基礎設施以反映這些變化。下表展示了Matter成功兌現定期更新承諾的情況。
Matter 1.0初始版本
覆蓋智能家居照明、音箱、安防及舒適度調節功能。該版本發布后,更多設備制造商持續加入Matter計劃,帶來設備類型與功能特性的不斷增加。這一發展通過一系列持續發布的版本得以體現,從而不斷擴展Matter在智能家居中的應用邊界。
Matter 1.2版本
新增家電設備和掃地機器人、空氣質量探測器、煙霧一氧化碳探測器,將Matter應用場景從家居安防系統和照明延伸至廚房與洗衣區。
Matter 1.3版本
進一步擴展家電支持范圍,并新增能源與水資源管理及數據報告等關鍵功能。隨著全球消費者對水電資源管理認知的持續深化,Matter積極響應這一趨勢,提供相應的創新功能。
在歷次版本更新中,除新增功能與設備支持外,Matter團隊持續開展錯誤修復與優化工作,著力提升協議的穩健性與易用性。數百名工程師長期投入此項工作,彰顯Matter作為統一智能家居標準的持續發展態勢及重要價值。
Matter版本更新:Matter 1.4
CSA現已宣布推出Matter 1.4——半年一次更新周期中的新版本。此版本包含常規錯誤修復與功能增強,同時新增以下主要特性:
新增支持太陽能系統、電池、熱泵及熱水器
改進電動汽車充電、能源管理及熱水器管理功能
家庭路由器與接入點升級:新增Thread憑證發現與邊界路由器管理
Aliro集成:允許通過Matter網絡安裝Aliro門鎖憑證
占用傳感更新和改進
生態系統協同增強:支持網絡憑證同步
此新版本進一步擴展了Matter在智能家居中的設備兼容性與用戶行為支持能力,彰顯了參與企業持續推動功能改進與技術創新的承諾,呼應Matter采用率持續增長的行業趨勢。
其他Matter相關計劃
Matter的開發工作并非普通的標準制定活動,其涵蓋以下關鍵方向:
Matter規范體系,包含設備庫及應用功能
開源軟件計劃,通過GitHub開放源代碼,確保開發者可自由使用Matter協議
測試與認證體系,提供測試工具鏈,對設備進行驗證與認證,通過后方可使用Matter徽標
Matter的底層網絡技術包括Wi-Fi和Thread。Wi-Fi使Matter設備能夠通過大帶寬本地網絡進行交互,并允許智能家居設備與云端通信。Thread則提供了一個高能效且高度可靠的基于IP的網狀網絡,即使低功耗設備也能通過Thread邊界路由器連接到Wi-Fi和云端。
未來創新
Matter協議通過實現跨品牌、跨操作系統的設備互操作性與向后兼容性,正在加速智能家居解決方案的普及。在蘋果、谷歌、亞馬遜等科技巨頭的引領下,該協議已對設備制造商和消費者產生顯著影響。
統一的協議標準解決了智能家居市場的碎片化問題,既減少了消費者的使用困擾,也簡化了設備開發流程。這些優勢將成為推動家庭場景下高效連接、數字化與低碳化轉型的關鍵。未來,Matter將被用于家庭能源節約與負載轉移優化。
我們可預見,Matter生態內的企業將持續創新,逐步納入更多主流智能家居設備,例如IP攝像頭和門鈴以及個人健康與醫療設備。
Matter倡議與英飛凌集成式Matter解決方案,助力設備制造商簡化產品開發流程并提升消費者對其產品的接受度。對消費者而言,Matter使其能夠以簡單、安全的方式定制、連接并控制智能家居體驗,同時以極高效的模式優化能源使用。同樣甚至更為重要的是,通過硬件與軟件層面的協同優化,Matter可提供強大的安全保障。例如,這些安全層能有效防止監控攝像頭、門鎖及醫療數據等個人記錄被未授權用戶訪問。
Matter發展路徑圖
CSA Matter工作組持續根據成員企業的新興需求組建新技術賦能團隊。來自280余家企業的工程師與開發人員團隊已著手推進未來Matter版本的開發工作。鼓勵感興趣的企業代表聯系CSA,共同參與這些未來改進計劃。
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原文標題:Matter為智能家居提供更多助力
文章出處:【微信號:貿澤電子,微信公眾號:貿澤電子】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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