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Matter协议,最初称为CHIP项目(Connected Home over IP),旨在为连接家庭设备提供一个统一的应用层标准。这一标准的目的是简化开发人员创建安全、可靠解决方案的过程,并确保这些解决方案能够与主要的智能家居生态系统兼容,例如苹果的Siri、谷歌的助手和亚马逊的Alexa​。

Matter协议概述

Matter协议的目的

Matter的主要目标是让开发者更容易创建既安全又可靠的解决方案。如果产品需要与主流智能家居生态系统互操作,Matter提供了一个有效的途径。该协议由亚马逊、苹果、谷歌等公司在2019年12月联合启动。作为智能家居市场中的一个新兴选择,Matter旨在解决由于多样化的专有解决方案和应用层协议导致的开发者和消费者的挫败感​​。

Matter的通信机制

Matter协议使用Thread、Wi-Fi和以太网进行传输,并使用蓝牙低能量(Bluetooth LE)进行设备的配置。基于Thread的Matter设备必须同时支持蓝牙LE,以便于将新设备添加到网络中。Wi-Fi适用于高带宽应用,而Thread则是一个基于IPv6的网状协议,适合低带宽应用,如智能插座或灯泡等。大多数接入电网的Thread设备可作为路由器,扩展网络范围。Thread是一个自我修复的低功耗网状网络,能够适应新设备的加入或从网络中移除的设备​​。

Matter在智能家居中的应用

智能家居市场与Matter的关系

智能家居市场的发展速度虽然低于预期,但潜力巨大。现有的多种专有解决方案和协议导致了开发者和消费者的挫败感。Matter的出现提供了一个共享基础,用于构建应用程序,旨在实现设备和生态系统之间的互操作性。作为一个基于互联网协议(IP)的项目,Matter利用家庭和办公室中最常见的网络层,以实现设备和服务的互操作性和安全性​​。

Matter 1.2版本的新设备类型和规范更新

Matter每年更新两次,最近的2023年秋季更新引入了9种新的设备类型。这些包括空气净化器、空气质量传感器、洗碗机、风扇、洗衣机、冰箱、机器人吸尘器、房间空调和烟雾及一氧化碳报警器等。此外,更新还包括了为欧洲市场优化的门锁、设备外观描述支持,以及测试架构的改进,确保规范和功能得到正确实现​​。

Nordic Semiconductor的参与

Nordic Semiconductor是Matter开发的主要贡献者之一。该公司是第一个获得Thread 1.3认证徽章的公司,其客户的Thread产品可以继承此认证,这是实现Matter over Thread的先决条件。Nordic在OpenThread堆栈的贡献,加上其在蓝牙低能量技术方面的知识和经验,使其成为开发应用程序的理想合作伙伴​​。

Matter的开发工具与资源

Matter的开发硬件

对于希望开发基于Matter协议的产品的开发者,Nordic提供了多种开发套件,如nRF52840 DK、nRF5340 DK和nRF7002 DK。这些套件使开发者能够使用和测试所有片上系统(SoCs)的功能,包括所有模拟和数字接口、通用输入/输出端口(GPIO)。套件还包含一个内置的SEGGER J-Link,用于编程、调试,甚至在调试过程中提供实时操作系统(RTOS)的感知能力。这些套件与Arduino Uno Rev3硬件兼容,可与设备屏蔽配合使用。此外,Nordic的Power Profiler Kit II(PPK2)是一个独立的套件,用于供电和测量从次微安到1安的电流​​。

网络拓扑监控工具

为了测试网络中的其他Thread设备,开发者可以使用nRF52840 Dongle。Nordic的nRF Thread拓扑监控器非常适合可视化网络。如果开发者在任何阶段遇到困难,可以联系Nordic的工程师团队和DevZone社区寻求帮助。Nordic的Thread页面提供了额外的信息和所有相关的软件和固件​​。

支持最新Matter集成的项目

Nordic的nRF Connect SDK已经完全集成了对Matter的支持,其解决方案已经准备好用于原型开发。Nordic将继续在每次发布时实施最新的更新。在nRF Connect SDK中,Nordic提供了天气站、灯泡、灯开关和门锁等多种示例程序。他们还提供了一个全面的用户指南,介绍了如何配置Matter开发环境,如何在Nordic开发套件上运行Matter配件,以及如何使用Thread边界路由器设置Matter控制器​​。

结论

Matter协议作为一个统一的应用层标准,为智能家居市场带来了巨大的变革。它通过提供一个共享的基础来促进设备和生态系统之间的互操作性。Matter的通信机制包括Thread、Wi-Fi和蓝牙BLE,这些都是针对特定应用场景而设计的。Nordic Semiconductor作为该领域的先驱,不仅贡献了重要的技术支持,还提供了各种开发工具和资源,帮助开发者顺利实现基于Matter的智能家居解决方案。随着Matter协议的持续发展和更新,我们可以预期智能家居市场将迎来更多创新和改进。



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