【導讀】作為一種應用層規范，Matter 源于 2019 年底發(fā)布的 IP 互聯(lián)家庭項目（Project Connected Home over IP，簡(jiǎn)稱(chēng) CHIP），是為智能家居市場(chǎng)引入互操作性的最新嘗試，目標是讓用戶(hù)購買(mǎi)兩臺 Matter 認證設備時(shí)這兩臺設備能相互聯(lián)通配合。實(shí)現這一目標后，消費者便能放心地購買(mǎi)不同生產(chǎn)廠(chǎng)商的智能家居設備，而廠(chǎng)家則無(wú)需為每個(gè)大型甚至小型市場(chǎng)客戶(hù)單獨的增加所需功能。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，消費者無(wú)需確定不同品牌之間的智能家居產(chǎn)品是否兼容，也無(wú)需關(guān)心核心網(wǎng)關(guān)設備采用的是嵌入式 Wi-Fi、Thread 還是低功耗無(wú)線(xiàn)電協(xié)議，只需在設備上尋找 Matter 認證標志，即可確?；ゲ僮餍?。對于智能家居產(chǎn)品制造商而言，可以通過(guò)統一標準來(lái)構建產(chǎn)品，從而簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程。同時(shí)， Matter 規范是基于 IP 的標準，也為開(kāi)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(diǎn)。
Matter 1.0 的誕生
簡(jiǎn)單回顧一下 Matter 規范的誕生歷程。
在亞馬遜、蘋(píng)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(gè) Zigbee 聯(lián)盟董事會(huì )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(gè)總體標準中，以簡(jiǎn)化智能家居設備商開(kāi)發(fā)成本，提高產(chǎn)品之間兼容性。
但如前文所述，Matter 的重點(diǎn)在應用層，是在系統集成和控制的關(guān)鍵點(diǎn)——也就是智能家居管理平臺上提出的標準，依賴(lài)于以太網(wǎng)、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，它規定了要求的底層協(xié)議、專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò )層/傳輸層和專(zhuān)用的應用層。所以 Matter 與 Zigbee、藍牙是互斥的協(xié)議，無(wú)法共同存在；而與 Wi-Fi 則是依賴(lài)關(guān)系。
2021 年 5 月，基于 IP 的統一連接協(xié)議 Matter 取代了原先的 CHIP 成為該標準的正式名稱(chēng)，ZigBee 聯(lián)盟也更名為連接標準聯(lián)盟（Connectivity Standards Alliance，簡(jiǎn)稱(chēng) CSA）。2022 年 10 月，CSA 連接標準聯(lián)盟宣布Matter 1.0 技術(shù)規范正式發(fā)布，認證計劃同時(shí)開(kāi)放。智能家居品牌可以對其產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)測試和認證，一旦獲得認證，公司就可以開(kāi)始銷(xiāo)售帶有 Matter 標志的設備。
在 1.0 規范中，Matter 選擇了照明供電、門(mén)禁控制、電視、安全和安保、百葉窗/窗簾、接入點(diǎn)/網(wǎng)橋、HVAC 控制、控制器這八大類(lèi)設備。之所以選擇這些設備類(lèi)型，原因是這些設備具有最大的市場(chǎng)需求和廣泛的普及率，以及設備能夠集成到初始系統中的潛力，例如帶智能鎖的門(mén)禁控制、車(chē)庫門(mén)控制以及安全傳感器、觸控板和報警器等。相關(guān)方面有計劃在之后的版本或 Matter 迭代規范中添加包括視頻、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(guò) 200 億部無(wú)線(xiàn)互聯(lián)智能家居設備在全球出售，其中很大一部分設備類(lèi)型將滿(mǎn)足 Matter 規范。在未來(lái)幾年內，這些產(chǎn)品中的絕大部分，還有其他的產(chǎn)品，諸如消費型機器人和智能電器，也將會(huì )支持 Matter 規范。
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(jiàn)的是，對于已經(jīng)參與智能家居市場(chǎng)的 OEM 廠(chǎng)商而言，Matter 將會(huì )減少技術(shù)限制，讓他們可以通過(guò)單個(gè)版本的互連產(chǎn)品，找到進(jìn)入智能家居的機會(huì )。對于現有的廠(chǎng)商和新進(jìn)入者，Matter 將會(huì )極大地簡(jiǎn)化每種產(chǎn)品的技術(shù)選擇，以及這些設備和電器的生命周期管理。
但 Qorvo 市場(chǎng)經(jīng)理 Dash Kong 卻在一次媒體見(jiàn)面會(huì )上指出，與我們所熟知的 Zigbee、藍牙標準不同，Matter 是完全開(kāi)源的標準。也就是說(shuō)，無(wú)論是設備廠(chǎng)商還是芯片廠(chǎng)商，每個(gè)人都可以查看和下載源代碼，每個(gè)部門(mén)都可以使用相同的數據庫和軟件，他們都是在開(kāi)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(lái)越小。
之所以要這樣做，是 Matter 規范要保證每一臺設備接入之后都可以實(shí)現互聯(lián)互通，因此必須要有對應的開(kāi)源代碼。這樣一來(lái)，軟件層面的差異化就很難在市場(chǎng)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(chǎng)商將因此獲益。
Qorvo 市場(chǎng)經(jīng)理 Dash Kong
ConcurrentConnect? 技術(shù)即為 Qorvo 征戰 Matter 戰場(chǎng)的利器之一。這是一項獨特的功能，可在單個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò )中同步運行單協(xié)議和多協(xié)議智能設備。它讓網(wǎng)關(guān)可以在家居網(wǎng)絡(luò )中的所有標準和協(xié)議之間無(wú)縫切換，使更多基于不同標準的終端設備得以連接和控制?；诖?，Qorvo 也為客戶(hù)提供了同時(shí)支持 Zigbee，Thread 以及 BLE 協(xié)議的單芯片解決方案，大幅度降低開(kāi)發(fā)投入，PCB 板上面積以及外圍器件數量。
“很多廠(chǎng)商也宣稱(chēng)自己擁有同樣類(lèi)似的技術(shù)，但實(shí)際上他們的方案更多依靠軟件的高速切換實(shí)現，信號丟包、延遲等現象時(shí)常發(fā)生?！盌ash Kong 說(shuō)，Qorvo 通過(guò)硬件技術(shù)去解決上述問(wèn)題，實(shí)現了真正意義上的實(shí)時(shí)同步信號處理。
天線(xiàn)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(jiàn)長(cháng)的公司，Qorvo 在提升網(wǎng)絡(luò )鏈路穩定性方面既不靠提高產(chǎn)品的發(fā)射功率，也不靠提高產(chǎn)品接收靈敏度，而是通過(guò)提供兩個(gè)平行的射頻信號輸出口，為客戶(hù)提供片上 Antenna Diversity 技術(shù)，客戶(hù)無(wú)線(xiàn)額外的 RF 設計便可活動(dòng)更加穩定的無(wú)線(xiàn)信號鏈路，提升用戶(hù)使用體驗。
在兩種技術(shù)的加持下，Qorvo 正在生產(chǎn)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(shí)時(shí)并發(fā)功能的收發(fā)器，后者則是一個(gè)智能家居通信控制器，通過(guò)單一無(wú)線(xiàn)電提供出色的多標準性能。這些產(chǎn)品支持跨多個(gè)標準協(xié)議的無(wú)縫和同步網(wǎng)絡(luò )管理。值得一提的是，Qorvo QPG6105 開(kāi)發(fā)板還是全球首批通過(guò) 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(wǎng)站上推出。
針對行業(yè)比較關(guān)心的，“之前買(mǎi)的物聯(lián)網(wǎng)設備能否加入 Matter 大家庭？”、“如果無(wú)法加入，那么整個(gè)智能家居還是碎片化的?！钡葐?wèn)題，Dash Kong 回應稱(chēng)，Matter 協(xié)議在創(chuàng )立之初就考慮了這個(gè)問(wèn)題，因為現有設備中普遍采用 Zigbee 和其他物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)協(xié)議，雖然無(wú)法直接連接到 Matter ，但有無(wú)線(xiàn)協(xié)議連接的基礎，“橋接”是 Matter 連接到這些現有設備的關(guān)鍵，只需要在新設備中以集成這樣的橋接網(wǎng)關(guān)，就可以讓現有傳感器網(wǎng)絡(luò )與 Matter 網(wǎng)絡(luò )互操作。
換句話(huà)說(shuō)，在 Matter 生態(tài)系統中，非 Matter 設備可以作為“被橋接設備”節點(diǎn)，通過(guò)橋接設備完成其他協(xié)議（如 Zigbee）和 Matter 協(xié)議之間的映射，從而與系統中的 Matter 設備進(jìn)行通信。
目前，許多物聯(lián)網(wǎng)終端制造商已經(jīng)計劃更新現有網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品來(lái)達成 Matter 橋接需求，并將推出可同時(shí)支持已部署的 Zigbee、Thread 設備以及更新的 Matter 產(chǎn)品。一些非 Matter 設備也可以通過(guò) OTA 升級以支持 Matter，其余的智能家居產(chǎn)品則可能被排除在 Matter 陣營(yíng)之外。
結語(yǔ)
過(guò)去的幾十年里，盡管智能家居技術(shù)已經(jīng)從一個(gè)小眾市場(chǎng)發(fā)展成為一個(gè)更主流的市場(chǎng)，但市場(chǎng)碎片化成為了制約智能家居系統發(fā)展的根本原因。隨著(zhù) Matter 標準的到來(lái)，智能家居產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節的企業(yè)，都將能夠為市場(chǎng)提供跨品牌和跨生態(tài)互聯(lián)互通的新一代產(chǎn)品，讓消費者體驗更好的隱私保護、安全和便捷。
關(guān)于Qorvo
Qorvo（納斯達克代碼：QRVO）提供各種創(chuàng )新半導體解決方案，致力于讓我們的世界更美好。我們結合產(chǎn)品和領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢、以系統級專(zhuān)業(yè)知識和全球性的制造規模，快速解決客戶(hù)最復雜的技術(shù)難題。Qorvo 面向全球多個(gè)快速增長(cháng)的細分市場(chǎng)提供解決方案，包括消費電子、智能家居/物聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、電池供電設備、網(wǎng)絡(luò )基礎設施、醫療保健和航空航天/國防。訪(fǎng)問(wèn) www.qorvo.com ，了解我們多元化的創(chuàng )新團隊如何連接地球萬(wàn)物，提供無(wú)微不至的保護和源源不斷的動(dòng)力。
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