无线连接是智能家居应用和Matter规范的核心。为了符合Matter标准，业界芯片供货商正通过集成802.15.4或扩展其无线产品组合，以单芯片支持多种无线协议的实力推动智能家居应用的Matter转型…
由亚马逊(Amazon)、苹果(Apple)和Google等业界多家大厂共同发起的智能家居新标准——Matter协议预计将于今年秋天正式推出。
为了实现家电产品的互连互通，Matter扮演各种智能设备与系统之间的联络道路，目标在于打破特定平台或生态系的限制。未来，现有或新的设备只要支持Matter就能以任一平台控制，并利用安全优先的设计架构防御网络攻击。因此，尽管支持Matter标准的智能家居设备尚未上市，但首波相关应用已从去年底陆续推出。
今年的CES 2022期间，数十家品牌大厂均承诺支持这一新标准，并针对可用于开发支持Thread、Wi-Fi和蓝牙低功耗(BLE)等多种无线协议的Matter终端产品，发布各种相关芯片、软硬件或开发工具等Matter解决方案。
无线连接是智能家居应用和Matter规范的核心。为了符合Matter标准，业界芯片供货商正通过集成802.15.4或扩展其无线产品组合，提供新的多协议解决方案支持，特别是除了Wi-Fi和BLE之外的Thread功能，以单芯片支持三种以上无线协议的实力支持并推动智能家居应用的Matter转型。
Matter让支持Wi-Fi和Thread等多种无线协议的设备协同工作；通过支持Matter的手机即可控制所有设备。（图片来源：Infineon Technologies）
英飞凌科技(Infineon Technologies)在其Wi-Fi MCU、802.15.4/BLE SoC以及安全芯片产品线方面都计划推出支持Matter协议的产品，目前主要聚焦于免钥匙进入/安全监控、家庭自动化以及智能照明等三大市场领域，其中包括像智能门锁、门铃、视频监控、温控器、智能音箱以及各类智能家电、开关等都是这几年非常热门的消费类产品。英飞凌并建议客户可以从这些热门产品和重点领域入手，尽快加入支持Matter标准的行列。
据英飞凌(大中华区)安全互联系统事业部资深经理江国扬介绍，Matter是通用的应用层规范，目前有两个分支，即Matter over Thread和Matter over Wi-Fi。其中，Thread是专为物联网设计的短距离、低功耗且支持IPv6的网状(Mesh)网络组网协议。
“针对Matter over Wi-Fi的应用场景(典型类似智能门锁等设备)，英飞凌提供包括低功耗MCU、低功耗的BT/Wi-Fi Combo、支持人机互动的触控方案以及NOR Flash内存、硬件安全芯片、静电保护、电池认证的设备保护方案，以及各类传感器与电机控制方案。此外，Matter协议能让多种支持IP网络的设备协同工作，如Wi-Fi和Thread/802.15.4设备。用户的手机通过Matter协议即可以控制所有上述设备。”
典型的Matter使用场景。（数据源：Infineon Technologies）
Matter智慧家庭新标准的一步步前进，让我们看到了一个产业不断成熟的过程。智慧家庭产业生态多元且碎片化、标准难以统一的桎梏，正在科技产业众多参与者的合力下，逐渐出现要被破解的迹象。当然，江国扬并指出：“Matter的落地还面临着一些不确定性，整个产业要形成标准，牵涉到跨公司、跨国家和地域的协同，背后利益分配以及最后的落地执行，仍需要许多协作与努力。”如今，我们能够确定的是，智慧家庭市场的发展仍在高歌猛进，而一旦Matter落地，很可能会在全球智慧家庭市场中引起新一轮的洗牌。
支持Wi-Fi 6、Bluetooth 5.2与802.15.4协议的三频无线电系列可无安全连接智能家居，并支持Matter安全连接标准。(图片来源：NXP Semiconductors)
为了支持并简化Matter在智慧家庭OEM的采用，恩智浦半导体(NXP Semiconductors)于今年初推出支持Wi-Fi 6、Bluetooth 5.2和802.15.4协议(Thread和Zigbee)的安全三频无线电系列IW612。相较于直接堆栈多个芯片的设计，这是一个支持3种无线协议的典型单芯片产品，可望为智能家居设备开发人员提供更好的控制并简化产品开发任务。
恩智浦介绍其支持Matter的解决方案有三大方向：处理运算方面，包含支持多协议的无线MCU、i.MX RT跨界MCU以及处理器。连接方面，除了最新的IW612，还包括适用于Zigbee、Thread 5.0、BLE等连接方式且兼具安全性的高性能MCU。安全性方面则有Edgelock SE051以及EdgeLock 2GO物联网平台。
整体而言，恩智浦支持Matter智慧家庭网关和边缘节点设备，通过以太网、Wi-Fi或BLE、Thread、Zigbee等连接方式，锁定如门锁、可视门铃、室外/室内摄像头、照明开关、智能插座和恒温器等设备应用。
为了集成Matter生态系统，恩智浦并提供SDK扩展现有的Thread、Wi-Fi、Zigbee和BLE功能，通过其MCU/MPU组合、Wi-Fi系列解决方案和EdgeLock安全平台，再加上其三频无线电IW612提供强大的无线电效能，实现安全优先级管理，从而让智慧家庭实现真正的互动性与协同工作，并进而克服开发人员面临的硬件共存挑战。
此外，“通过多协议无线SoC更易于与Amazon Alexa、Apple Siri、Google Assistant等设备相互操作，而无需专用集线器/网关/转换器。”恩智浦并强调，通过单一平台即可适用于多个生态系统，未来还可应用于智能插座、照明开关、智能扬声器、网关、扫地机器人、家用电器、能源管理和水资源管理等。
泰凌微电子(Telink Semiconductor)的多协议SoC TLSR9和配套SDK则可支持Matter兼容的两种低功耗的底层通信协议——Thread和BLE，为实现各类低功耗Matter智能家居设备提供基础。
BLE利用与智能手机和平板的兼容性，可用于Matter设备的配网操作。Thread基于IEEE 802.15.4标准，作为一种高效的Mesh网络通信协议，支持IPV6，是低功耗Matter设备间的基础通信技术，可完成大量智能家居产品的互连互通。
得益于Thread技术，Matter还可以实现本地网络控制，将设备控制转移到本地网络，从而提供更快的响应时间。泰凌微电子指出：“随着基于Matter的智慧家庭控制转移，安装与调整智能家居设备就像开电灯一样瞬间完成。”
基于TLSR9芯片平台的Matter SDK已在GitHub正式发布，目前可实现的智慧家庭应用案例包括智能照明和智能遥控等，未来还将持续扩展新应用。
泰凌微电子指出，任何一个成熟的产业都有着明确的产业上下游分工，大家各司其职，发挥自己最擅长的永远是利益最大化的模式。因此，Matter这个统一标准，对于现阶段的智慧家居行业而言，意义或许不在于实现大一统，而是推动智慧家庭产业的完善和成熟。
“Matter的出现让行业的不同玩家专注于自己擅长的领域，像互联网科技厂商等擅长软件生态构建的厂商来说，Matter可以让他们专注于软件平台以及生态入口的搭建和优化，不需要过多操心如何构建完善的硬件生态。而对于广大硬件设备厂商来说，Matter可以让他们不用花太多的成本去搭配不同生态平台，只要专心做好符合一个标准的智能产品就行了。对于终端用户而言，在选择智能家居设备时将会有更灵活的选择，不必再为不同品牌和平台之间的兼容性而操心。”
施耐德电机(Schneider Electric)则迅速桥接现有系统和新系统，以应对智能家居的Matter转型。其针对照明、安全监控、空调节能或电器集成控制而设计的Wiser (Asia)智慧家庭解决方案确保符合Matter要求，同时保留本地Zigbee连接的多协议支持。
施耐德电机产品应用顾问李彦承介绍，Wiser Asia以支持Zigbee 3.0、Ethernet及Wi-Fi通信模式的Hub为核心，搭配智能音箱的语音控制及手持设备应用程序Wiser APP，能依照日常居家生活中不同的使用情境，实时整理出不同方向的信息。向下无线集成则经由两大面向(Comfort and convenience及Peace of mind)的应用，并与各Zigbee设备作双向沟通。
Zigbee 3.0采用Mesh网络架构，此架构的优势在于保持每个Zigbee设备间的联机完整，当网络拓扑中有任何设备无法服务时，此架构允许以“跳跃式”的方式形成新的路由，再将信息送达传输目的地。
基于Zigbee的现有与新的Wiser设备将使用升级后的Wiser Hubs的“桥接”功能加入Matter生态系统，设备的安装基础不至于随着新标准的到来而过时，让消费者更轻松地使用产品的互操作性，加速推动基于Matter标准的智能家居应用。
李彦承并强调，由于“节能永续”是Wiser Asia未来发展的潜力，除了有符合室内空气质量议题的PM2.5传感器，亦可集成施耐德电机的PowerTag无线电表，针对居家环境的耗电负载状况，经由自带CT的PowerTag无线电表、Class 1.0精度的耗电数据采集并进行能源分析，以达到居家空间的节能永续。
瑞昱的Ameba IoT解决方案已广泛应用于智能家居领域，从智能家电的冷气、冰箱、洗衣机到空气清净机等。(图片来源：Realtek)
为应对Matter即将于今秋正式上路，瑞昱半导体(Realtek Semiconductor)正进一步扩展其Ameba IoT解决方案于Matter智能家居领域的应用，积极与客户研拟未来的开发计划，为未来的智能生态系统准备就绪。
智能家居主要在于通过Wi-Fi及BLE进行通信协议，Matter的最大特点就是打破物联网无法跨平台的限制，提升设备的兼容性，搭配语音助理及智能手机，创造顺畅的智慧家庭生态圈。瑞昱长期深耕物联网领域的Ameba IoT解决方案可支持Matter并能选配高容量的内存，让客户在研发上更有弹性。此外，瑞昱在IC设计领域的经验，也有助于确保加入Matter协议时提供高稳定度的RF质量及软件应用。
瑞昱表示，为了让用户有高质量的使用体验，Ameba IoT已持续一段时间与Google展开多项测试开发，参与Google Home Matter EAP计划并成为Silicon Partner，除了提供终端品牌商快速集成Matter的方案外，Ameba IoT的高度弹性与集成MCU能够协助突破设计限制，创造新的Matter应用。
根据Google的调查，在安装Smart Home智能设备时，有36%的用户会遇到设定上的困难，而Matter的诞生将简化设定环节，进而提高用户使用意愿。瑞昱预期，未来，智能家居设备在消费端接受度将越来越高，使用范围会更广泛，从智能家电、灯泡甚至包含居家医疗等，瑞昱可提供合适的Matter应用解决方案，为即将到来的智能生态系统做好准备。
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