Labs 导读
Matter协议是一个开放标准的智能家居协议，旨在实现设备的互联互通。它提供了统一的设备发现、安全性、数据模型和通信协议，使不同品牌的设备能够无缝连接和协同工作。Matter协议简化了设备配置和控制，提供了更便捷、智能和安全的智能家居体验。它的优势包括设备互操作性、简化配置和控制、安全性和隐私保护以及扩展性和开放性。Matter协议的未来发展将集中在增加设备和厂商的支持、拓展生态系统和推动智能家居行业的发展。
Part 01、 Matter协议的背景和目标
Matter协议是由苹果、谷歌、亚马逊和其他公司联合推动的一项开放标准协议，2022年10月推出1.0，2023年5月Matter1.1版本已发布。它旨在解决智能家居设备之间互操作性的问题，即不同厂商生产的智能设备无法无缝地进行通信和协同工作的情况。无论是灯具、插座、温度传感器还是智能音箱，只要它们支持Matter协议，就能够通过IP网络以统一的方式进行连接、管理和控制。
➤ 对于消费者
消费者可以只用一个App控制所有支持Matter的设备，大大提升了操控便捷性，消费者的接受度更高。同时，用户对于产品的选择范围更广，不再因为协议限制而只能选择特定的设备厂商，可在更多的品牌厂商中选择自己心仪的产品。
➤ 对于硬件厂商
硬件厂商不用重复造轮子，不再需要同时维护多个生态系统或通过多个认证，一套Matter标准就可以满足用户的连接和智能控制需求。品牌厂商可以将更多的资源投入在打磨产品上，为用户提供体验更优的产品。中小设备厂商的智能产品也能够有机会与品牌厂商设备进行互联互通。
➤ 对于服务商
服务商也不再局限于特定的厂商，可在更多的厂商中选择产品。Matter简化了供应链管理、沟通和运营成本，使服务商更加专注于提升自身的服务能力，为客户创造更大的价值。
Part 02、 Matter协议的架构和工作原理
Matter旨在为智能家居设备建立一个通用的基于ipv6的通信协议，聚焦在制定应用层标准的协议规范（下图1左）。将应用层架构展开来看（下图1右），matter技术规范定义数据消息的封装和发送、通信的加密和授权、以及“物模型”和应用层数据的“交互模型”等。matter不关注产品物理层选用何种标准，只关注应用层是否遵守定义的规范。
Matter的架构是基于三个主要组件构建的：Matter Core Specification、Matter Device Specification和Matter Application层。
2.1 Matter Core Specification（核心规范）
这部分规范定义了Matter协议的核心要素，包括设备发现、安全性、数据模型、消息传输和设备管理等方面。其中，设备发现和安全性是非常重要的部分。
- 设备发现：Matter协议通过使用统一的设备描述符和广播机制，使得设备能够自动被识别和发现。这样，用户就可以轻松将新设备添加到其智能家居网络中。
- 安全性：Matter协议采用了强大的安全性机制，以确保设备之间的通信和数据传输的保密性和完整性。它使用了先进的加密技术和认证机制来防止未经授权的访问和数据泄露。
2.2 Matter Device Specification（设备规范）
这部分规范定义了设备的功能和行为，以及设备之间的交互方式。它规定了设备的数据模型、指令集、属性和事件等，以便设备能够按照统一的方式进行通信和交互。
- 数据模型：Matter协议采用了统一的数据模型，以描述设备的功能和属性。这样，不同品牌的设备可以理解并相互交流，而无需针对每个不同的设备制定专门的逻辑。
- 指令集：Matter协议定义了一套标准的指令集，用于设备之间发送和接收命令。这使得不同品牌的设备能够以统一的方式进行控制和操作。
2.3 Matter Application层
Matter协议还提供了一个应用层，用于实现设备的配置、管理和控制。这些应用层的接口和协议可以通过应用程序、智能音箱或智能手机等进行访问和操作，使用户能够方便地管理和控制其智能家居设备。
通过这些组件和规范，Matter协议实现了智能家居设备之间的互操作性。不同品牌的设备可以通过Matter协议进行连接和通信，以实现智能家居的自动化和联动操作。
Part 03、 Matter组网模式
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。
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。网络组网模式如下图2所示。
Part 04、 Matter协议的未来发展
Matter协议作为开放标准协议，正在得到越来越多的厂商和开发者的支持和采用。这促使Matter协议在智能家居领域的应用和普及持续扩大。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。但是其仍然存在一些问题：
- 历史存量设备改造难
物联网设备历史存量是一个超大的规模，比如一个家庭有多个非Matter物联网设备，这时候购买一个两个Matter设备是很难跟存量设备完美融合的。
- 产品差异化降低
统一有时候是一把双刃剑，当所有厂家都按照统一的标准去做，产品的差异化上就会变低，对于消费者来说可能某些个性化功能就无法体验。当然统一带来的好处是消费者手机上不用那么多的app，设备选择上不用受限于某一个特有品牌。
- 生态不够完善
Matter是一个较长周期的产业，需要整个产业链的完善，芯片、模组、成品、平台、软件等等都是密不可分的，中间如果有缺失实际就会影响产品的推出。在CSA官网可以查询到的已经通过认证的产品数量还不是太多，并且目前还有很多产品品类Matter并没有覆盖到。
Part 05、 探索总结
本文主要介绍了matter协议，让大家对该协议有一个简要的认知。同时我们也在积极探索路由器内置matter支持。通过在路由器内置matter支持帮助用户在家庭中直连Wi-Fi、Ethernet设备、借助网关连接Thread、Zigbee设备，对于不支持matter的设备可借助网桥通过协议转换的方式连接至路由器，从而实现设备间顺畅沟通，由此用户可根据喜好广泛选择不同品牌、协议的智能家居产品，提升全屋智能体验。
