摘要  跟着智能家居装备数目的增添，分歧产物、生态系统和和谈之间的互操作性变得加倍紊乱。Matter 规范处理了这个窘境。Matter是一个智能家居手艺和物联网的开放尺度，可让您的装备经由过程单一和谈与任何Matter认证生态系统兼容，旨在为浩繁智能家居利用供给装备制造商的指点。英飞凌科技、CSA同盟和包罗谷歌和亚马逊在内的280多家公司正在引领这个具有冲破性的Matter尺度，给智能家居处理方案供给了一种开放、互操作和平安的体例来实现智能家居装备的集成和节制，为用户供给更便利、矫捷和分析的智能家居体验要害词 智能家居 Matter 生态系统 互联互通 

引言

 最近几年来，智能家居财产的快速成长，鞭策了原有家居财产园区的转型进级，同时，不竭扩年夜的智能家居市场需求，和保守家居财产的转移，为良多处所结构新的智能家居�����APP财产园扶植带来了机遇。在2019年末中国已成为全球最年夜的物联网市场，全球15亿台蜂窝收集毗连装备中9.6亿台来自中国，占比64%。中国将成为全球最年夜的智能家居市场消费国，占有全球50%-60%的智能家居市场消费份额，利润占有全球20%-30%的市场份额。按照猜测，到2025年，中国智能家居市场的范围将到达数千亿人平易近币。智能家居产物息争决方案的普和水平不竭提高，消费者对智能家居装备的需求也不竭增添。可是多种IoT手艺和浩繁生态系统并存，相互合作，相互之间不克不及互联互通同样成为智能家居行业最年夜的弊端。对消费者来讲，在采办智能家居装备时，很难肯定这个装备是不是跟本身选定的生态系统兼容，而且生态系同一旦选定就很难换成其他的厂家；对开辟者来讲，开辟人员需要针对要撑持的生态系统开辟响应的产物，费时吃力。Matter的呈现就是处理各个生态系统之间的互通性，让您的装备能够经由过程单一和谈与任何Matter认证的生态系统兼容。Matter由CSA同盟引入，这是一个由数百家为智能家居和物联网建立产物的公司构成的组织。Matter的方针是成为一个增进手艺采取和立异的互操作尺度，慢慢代替智能家居生态系统中的专有和谈，简化设置装备摆设和操作的复杂性，提高用户的体验。  2 Matter引见 2.1 Matter尺度引见     Matter是一套基在IPV6的利用层和谈，Matter采取了开源软件开辟东西包（SDK）来实现，该东西包不但包括规范的实现，还包罗丰硕的示例和可互操作的代码。在OSI模子的上三层中，焦点Matter和谈合用在任何类型的IPv6传输和收集。节制和其他操作通讯是经由过程IPv6进行的，而蓝牙低功耗（Bluetooth® Low Energy）和NFC能够用在装备的设置装备摆设。Matter具有矫捷性和互操作性。它成立在多年来低功耗802.15.4收集和Wi-Fi智能家居装备的挑战和成功的根本上。与Thread近似，Matter建立在IPv6之上，它包罗壮大的加密功能，对装备类型和其数据进行了明白界说，并撑持多个生态系统。     Matter还撑持桥接其它智能家居手艺，如Zigbee、蓝牙Mesh和Z-Wave，这意味着基在这些和谈的装备能够经由过程桥接器作为Matter装备运转。    

图1 Matter和谈与TCP/IP和OSI和谈并列图

 2.2 Matter尺度的要害点

Matter比云对云毗连具有更低的延迟和更高的靠得住性，由于它是基在IP的当地毗连和谈。

较低的开辟本钱：只需建立一次，便可以在所有Matter认证的生态系统中利用。

数据模子是基在Zigbee的ZCL和谈上扩大获得。

在所有撑持Matter的装备上具有分歧的设置体验。

经由过程其他撑持Matter的生态系统进行装备同享和节制。

撑持多种分歧硬件平台（Wi-Fi-Thread-Ethernet）的装备之间的互操作性普遍。

今朝撑持的通讯和谈：Ethernet/Wi-Fi/Wi-Fi + BLE/Thread + BLE(BLE只用在配网)

绑定配网：需要带外消息(配对码、二维码、NFC等)成立平安通路，单项认证装备，非对称证书链

经由过程DCL来寄存公共消息，摆设在基在区块链手艺的平台上避免窜改

 2.3 Matter智能家居生态引见

在Matter智能家居生态中，各类装备能够经由过程利用不异的Matter和谈进行通讯和互动。这些装备能够包罗智能灯具、智能插座、温度节制器、门锁、摄像头、扬声器等。经由过程遵守Matter尺度，这些装备可以或许无缝协作，实现同一的用户体验和功能。

分歧品牌和装备之间的互操作性是Matter生态的焦点。不管来自分歧厂商的装备仍是分歧类型的智能家居装备，只需它们都合适Matter尺度，就可以够在统一个生态系统中彼此毗连和通讯。

Matter生态系统不但限在单个装备，还能够扩大到多个装备、办事和平台的调集，如许用户能够经由过程添加更多的Matter装备来建立更加复杂和周全的智能家居系统。

Matter智能家居生态系统的方针是为用户供给更便利、矫捷和分析的智能家居体验，经由过程成立一个同一的生态系统，Matter利用户可以或许选择和利用各类Matter认证的装备，实现智能家居的集成和节制。

 

图2 Matter智能家居结构示例

 3 基在PSoC™的Matter 方案引见 3.1 PSoC™引见PSoC™ 6系列采取超低功耗架构建立，微节制器采取低功耗设想手艺，很是合用在电池供电利用。双核Arm® Cortex®-M4和Cortex-M0+架构使设想人员可以或许同时优化功耗和机能。借助双核布局和可设置装备摆设的内存和外设庇护单位，PSoC™ 6微节制器供给了由Arm的平台平安架构（PSA）界说的第一流此外庇护。设想人员能够操纵该微节制器丰硕的摹拟和数字外设，为立异的系统组件（如MEMS传感器、电子墨水显示器）建立自界说摹拟前端（AFE）或数字接口。PSoC™ 6微节制器采取最新一代行业领先的CAPSENSE™电容感应手艺，实现了稳健靠得住的现代触摸和手势界面。搭配Infineon的AIROC™ Wi-Fi、AIROC™ Bluetooth®或AIROC™组合无线模块，PSoC™ 6微节制器是平安、低功耗、功能丰硕的物联网产物的完善处理方案。3.2 方案引见 

图3  基在PSoC™ 6的Matter处理方案系统框图

 

该方案为Matter生态系统展现了一个家庭的主动化演示，展现了智能门锁、人体感应传感器和智能照明节点若何无缝协同工作，实现家庭主动化例程。

Matter生态系统处理方案能够经由过程Ethernet、WIFI和Thread 15.4三种和谈进行通讯。该处理方案展现了Matter over WiFi和Matter over Thread。利用Matter over Wi-Fi进行通讯的智能门锁利用了PSoC™ 6作为利用处置器。演示中的平安元件采取了OPTIGA™ Trust M，配备了一个NFC读卡器，而且利用AIROC™系列超低功耗蓝牙® Wi-Fi组合模块

演示中的人体感应传感器节点利用了XENSIV™传感器系列中的60 GHz雷达传感器，经由过程Matter over Wi-Fi与PSoC™ 6和AIROC™ WIFI进行毗连，以传输人体具有状况。

系统中的第三个节点是一个利用Matter over Thread进行通讯的照明节点。

当栖身者接近门时，正在运转Matter over Wi-Fi的60 GHz传感器会检测到具有，并利用Matter over Thread触发门廊灯的开启。在此演示中，苹果电视充任Matter中枢，完成所有的转换工作，但也能够利用来自其他厂商的Matter中枢替换苹果电视。

解锁门的方式有三种：可使用来自CIPURSE™系列的NFC卡，能够在由PSoC™ 6上运转的CAPSENSE手艺驱动的键盘上输入PIN码，或可使用像Apple Home利用法式如许的挪动利用法式打开门锁。

在Apple Home利用法式中，当我们点击解锁时，能够看到门被解锁。作为家庭主动化序列的一部门，当门解锁时，客堂的灯光也会打开。这类类型的家庭主动化还能够触发其他下流事务，好比封闭家庭平安系统或与恒温器进行互动。

当用户封闭门时，客堂中的人体感应传感器不再检测到具有，门锁将主动锁上。然后，当栖身者分开门口一段距离时，具有检测会起感化，门廊灯将封闭。这个演示展现了Matter的主要性和我们若何无缝毗连分歧的智能家居装备。

该演示撑持Matter的多治理员功能，答应智能家居装备在苹果和三星等智能家居系统供给商中同时运转。多治理员功能为您供给了设置装备摆设智能家居的矫捷性，无需强迫选择单一的节制器、平台或利用法式。

该方案答应您将照明、人体感应传感器或智能门锁节点添加到苹果或三星智能家居系统中的任一系统中。您能够无缝切换利用苹果Home利用法式和三星SmartThings利用法式，以向Matter智能家居收集添加装备、节制装备并查看每一个装备的状况。您可使用苹果Home利用法式解锁智能门锁，门的状况将在三星SmartThings利用法式中更新。假如您地点的家庭成员利用iOS和Android装备的夹杂组合，这个功能会很是有效。

方案中的PSoC™ 6智能门锁代码和挪动利用法式利用来自公共存储库的尺度Matter SDK进行建立，展现了Matter若何简化开辟并提高智能家居装备之间的互操作性。

 4 结语Matter作为一个开放的智能家居尺度，具有普遍的撑持、真实的互操作性、简化的装备设置装备摆设和节制，和平安性和隐私庇护等劣势，是以具有杰出的前景和成长潜力。CSA同盟在中国成立了CMGC同盟，经由过程组织和积极介入线下勾当，将同盟成员结合起来并推行Matter同盟手艺。跟着愈来愈多的公司和装备制造商采取Matter尺度，将构成一个重大的生态系统，愈来愈多的装备类型和功能纳入尺度中。除保守的智能家居装备，如灯光、开关、锁、家电、安防装备、健康监测装备等装备类型均已插手到尺度中，而且Matter的成长还会带动云办事和智能化能力的晋升，为大师带来更便利的智能家居体验。 参考文献[1] CSA. The Foundation for connected Things,[EB/OL].[2023-06-02].https://csa-iot.org/all-solutions/matter/,2023[2] CSA. connectedhomeip,[EB/OL].[2023-06-02].https://github.com/project-chip/connectedhomeip,2023[3] Infineon. Getting started with Matter over Wi-Fi on PSoC™ 6 MCUs in ModusToolbox™,[EB/OL].[2023-06-02].https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-AN237138_Getting_Started_with_Matter_over_Wi-Fi_on_PSoC6_MCUs_in_ModusToolbox-ApplicationNotes-v01_00-EN.pdf?fileId=8ac78c8c869190210187029c453e134c,2023[4] Lily Li , Kai Cui .中国物联网毗连范围猜测，2022—2026[EB/OL].[2023-06-02]. https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=CHC49950922.