Matter协议的诞生
今天我们要聊的话题，和智能家居有关。
说到智能家居，大家应该都不会陌生。早在本世纪初，物联网概念刚刚诞生的时候，最主要的应用领域，就是智能家居。
这些年来，随着数字技术的不断发展，越来越多的家庭智能硬件被发明出来。这些硬件给家庭生活带来了很大的便利，也增加了生活的乐趣。
但是，我们在使用智能家居设备的时候，肯定遇到过这样的问题——
假如，你使用的是a厂商的手机，装的是a厂商旗下的智能家居平台app。这时，b厂商发布了一款智能家居产品，你很喜欢。但是，a厂商的app，没有办法管理它。如果想要买它和使用它，你必须再装一个b厂商的app。
当然如果你又看上了c厂商的产品，这意味着还要装c厂商的app……
久而久之，你手机上就会有很多的app。
没错，这就是长期困扰智能家居行业的 生态壁垒问题 。
事实上，物联网技术的发展，一直以来都有碎片化的特点。不同的应用场景，匹配不同特性的物联网技术。有的需要大带宽、有的需要低功耗、有的注重稳定性，也有的非常关注成本。
这就催生了2/3/4/5g、nb-iot、emtc、lora、sigfox、wi-fi、蓝牙、zigbee、thread等多种底层通信技术的混用。
而智能家居又是典型的局域网场景，以wi-fi、蓝牙、zigbee、thread等短距通信技术为主，类别繁多且交叉使用。
而且，因为智能家居都是面向非专业用户，所以，厂商们为了确保用户体验，往往会构建自己的平台和ui界面，采用专有的应用层协议。于是，就形成了现在的“生态圈大战”。
生态之间的壁垒，不仅给用户带来了无尽的烦恼，也给厂商以及开发者们造成了很大的麻烦——推出同一款产品，就需要针对不同的生态进行开发，大幅增加了工作量和成本。
正因为生态壁垒问题严重制约了智能家居的长远发展，所以，行业开始致力于寻找这个问题的解决方案。
****█ matter协议的诞生
2019年12月，谷歌和苹果加入了zigbee联盟，联合亚马逊和全球超过200家公司和数千名专家，共同推广新的应用层协议，也就是 project chip （connected home over ip）协议。
从名字就可以看出，chip就是基于ip协议的家居互联。这个协议的发起目的，是为了增加设备兼容性、简化产品开发、改善用户体验、推动行业发展。
chip工作组诞生之后，原计划2020年发布标准，2021年推出产品。但是，因为种种原因，这个计划未能实现。
2021年5月，zigbee联盟更名为 csa （connectivity standards alliance，连接标准联盟）。同时，chip项目也更名为 matter （中文意思是“情况、事件、物质”）。
联盟之所以更名，是因为很多成员不愿意加入zigbee。而chip改成matter，大概率也是因为chip这个词知名度太大（原意是“芯片”），非常容易撞车。
2022年10月，csa终于正式发布了matter标准协议1.0版本。前不久，2023年5月18日，matter 1.1版本也发布了。
csa联盟成员分为发起者、参与者、采纳者三种级别。发起者的级别最高，是最早参与协议起草的单位，属于联盟董事会成员，一定程度上参与联盟的领导和决定。
部分发起者单位
谷歌和苹果作为发起者的代表，对matter的早期规范做出了很大的贡献。
谷歌贡献了自家smart home现有的网络层和应用协议weave（一套标准认证机制和设备操作命令），而苹果则贡献了hap security（用于端对端通讯及本地局域网操控，保证了强大的隐私和安全性）。
根据官网的最新数据，csa联盟的发起者一共是29家企业，参与者282家，采用者238家。
在巨头的带领下，行业企业们正在积极为matter输出知识产权，致力于构建一个大一统的无缝互联生态。
****█ matter的协议架构
说了半天，我们到底该如何理解matter协议？它和wi-fi、蓝牙、thread和zigbee之间，到底是什么关系？
别急，我们先看一张图：
这是一张协议架构图。wi-fi、thread、蓝牙（ble）、以太网（ethernet）这些，属于底层协议（物理层和数据链路层）；底层往上是网络层，包括ip协议；再往上是传输层，包括tcp和udp协议；而matter协议，前面我们已经提到，属于应用层协议。
蓝牙和zigbee除了底层协议之外，也有专用的网络层、传输层、应用层。
所以，matter与zigbee、蓝牙是互斥的协议。目前，matter支持的底层协议，只有wi-fi、thread和以太网（ethernet）。
除了协议架构之外，我们还需要知道，matter协议的设计理念是开放式的。
它是一个 开源协议 ，可以被任何人查看、使用和修改，以适应不同的应用场景和需求，这将可以带来透明和可靠的技术优势。
matter协议的安全性也是一大卖点。它使用了最新的加密技术，支持端到端加密，确保用户的通讯内容不被窃取或篡改。
****█ matter的组网模式
接下来，我们看看matter的实际组网。还是通过一张图来说明：
如图所示，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。
对于不支持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。
****█ matter的产业进展
matter代表了智能家居技术的发展趋势。因此，自成立之日起，就受到了广泛关注和热烈支持。
行业对matter的发展前景非常乐观。根据市场研究公司abi research的最新报告，从 2022年到2030年，将有超过200亿台无线互联智能家居设备在全球出售，其中很大一部分设备类型将满足matter规范。
图片来自：abi research
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。
按csa的说法，matter规范将适用于控制板、门锁、灯、插座、开关、传感器、恒温器、风扇、气候控制器、百叶窗和媒体设备等多种类型的设备，涵盖了智能家居的几乎所有场景。
matter支持的终端设备类型（来自csa官网）
从产业上来看，行业已经有不少厂商的产品通过了matter认证，并逐渐进入市场。芯片和模组厂商方面，对matter的支持力度也比较大。
国内模组领军企业——移远通信，作为csa 参与者级别会员，对matter的应用层做出了相关的贡献，且还推出了多款支持matter协议的wi-fi模组，包括fc41d、fcm100d、flm040d和flm140d等多系列产品。
他们基于模组、app、平台、认证、生产的一站式matter解决方案，可以迅速降低客户matter设备的研发准入门槛，缩短产品上线周期。
考虑到matter还处于起步阶段，整个协议具有一定技术与合作的复杂性，因此，移远通信在推出的matter模组产品上，更强调“操作的简单性、可靠性和安全性”。
以照明和电工应用为例，移远通信基于matter模组开发的应用层固件，可以实现众多非常实用的功能。
移远方案可支持符合matter标准的app对设备进行配网、控制、分享，且支持客户通过oem app建立属于自己的app体系。他们所提供的“终端+连接+平台+应用”一站式端到端解决方案，可以帮助客户便捷、高效、快速连接，实现更多物联网场景应用。
值得一提的是，移远通信还可以提供一整套的产线改造方案，帮助客户实现二维码镭雕、功能自动化测试、设备老化测试等一系列工作。
****█ 结语
matter作为一个上层协议，最大的作用在于打破了不同设备和生态之间的壁垒。不同的人，看待matter的视角也不同，有人将其视为救世主，也有人将其视为清流。
目前，matter协议仍处于走入市场的前期阶段，或多或少还面临一些问题和挑战，例如成本较高、存量设备更新周期较长等。
不管怎么说，它给沉闷多年的智能家居技术体系带来了冲击。如果老的体系制约了技术的发展，限制了用户的体验，那么，我们就需要像matter这样的技术站出来，勇担大任。
matter是否会获得成功，我们还没有办法做出结论。但是，将数字技术赋能家庭生活，持续改善用户的数字生活体验，是整个智能家居行业的愿景，也是每个行业企业以及从业者的职责。
希望智能家居能早日打破所有的技术桎梏，真正走入每一个家庭。
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这些年来，随着数字技术的不断发展，越来越多的家庭智能硬件被发明出来。这些硬件给家庭生活带来了很大的便利，也增加了生活的乐趣。
但是，我们在使用智能家居设备的时候，肯定遇到过这样的问题——
假如，你使用的是a厂商的手机，装的是a厂商旗下的智能家居平台app。这时，b厂商发布了一款智能家居产品，你很喜欢。但是，a厂商的app，没有办法管理它。如果想要买它和使用它，你必须再装一个b厂商的app。
当然如果你又看上了c厂商的产品，这意味着还要装c厂商的app……
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没错，这就是长期困扰智能家居行业的 生态壁垒问题 。
事实上，物联网技术的发展，一直以来都有碎片化的特点。不同的应用场景，匹配不同特性的物联网技术。有的需要大带宽、有的需要低功耗、有的注重稳定性，也有的非常关注成本。
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而智能家居又是典型的局域网场景，以wi-fi、蓝牙、zigbee、thread等短距通信技术为主，类别繁多且交叉使用。
而且，因为智能家居都是面向非专业用户，所以，厂商们为了确保用户体验，往往会构建自己的平台和ui界面，采用专有的应用层协议。于是，就形成了现在的“生态圈大战”。
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从名字就可以看出，chip就是基于ip协议的家居互联。这个协议的发起目的，是为了增加设备兼容性、简化产品开发、改善用户体验、推动行业发展。
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谷歌和苹果作为发起者的代表，对matter的早期规范做出了很大的贡献。
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根据官网的最新数据，csa联盟的发起者一共是29家企业，参与者282家，采用者238家。
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这是一张协议架构图。wi-fi、thread、蓝牙（ble）、以太网（ethernet）这些，属于底层协议（物理层和数据链路层）；底层往上是网络层，包括ip协议；再往上是传输层，包括tcp和udp协议；而matter协议，前面我们已经提到，属于应用层协议。
蓝牙和zigbee除了底层协议之外，也有专用的网络层、传输层、应用层。
所以，matter与zigbee、蓝牙是互斥的协议。目前，matter支持的底层协议，只有wi-fi、thread和以太网（ethernet）。
除了协议架构之外，我们还需要知道，matter协议的设计理念是开放式的。
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对于不支持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。
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