【技术】解析Matter 1.0，它将如何颠覆智能家居？

时间： 2023-02-09 来源：Renesas官网博客

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物联网应该让我们的家变得更舒适、安全和节能，然而，这一切还没有发生，至少在主流市场是这样的。由于智能设备之间的互操作性问题以及没有一个统一的互联互通标准，智能家居的市场化和通用化一直停留在早期阶段。你如何确保你刚买的崭新的恒温器能与家里的其他设备一起工作？您的家庭中枢设备是否支持此设备？设备所遵循的协议版本（和子版本）是否符合智能家居其余设备的要求？你能告诉 Alexa 控制它还是你需要 Siri？您是否需要在手机上安装一个额外的应用程序来控制新添加的设备，或者您手机上的现有应用程序可以完成这项工作？从智能家居诞生的第一天起，业界一直在努力应对这一挑战。

现在，好消息来了 - Matter 1.0 协议规范发布了，Matter有望彻底解决这个互操作性问题。自 2019 年底以来，来自300 多家智能家居行业的领军企业的技术专家共同努力定义一个旨在解决智能家居碎片化问题的统一框架。用技术术语来说，Matter的愿景是创建一个基于 IP 的协议，无论制造商的品牌如何，都可以在整个生态系统中安全、稳健地将各种智能设备相互连接起来。 Matter 是一种应用层协议，它提取了底层的无线连接技术，例如 Wi-Fi、Thread 和低功耗蓝牙 (BLE)。通过使用一个通用的软件协议栈，Matter设备的制造商将不必担心各种智能家居生态系统和语音服务的互通性，如亚马逊的 Alexa、苹果的 Siri、谷歌的助手等。智能家居用户将通过购买经过 Matter 认证的设备，使用任何语音助手，并使用任何智能家居平台来控制他们的设备。

图 1：Matter是未来物联网设备的应用层

Matter 的另一个关键特性是本地控制。智能家居中典型的设备间通信通过云服务进行。每个设备将其数据发送到相关的云。不同云中的 API 允许设备相互交互。有了 Matter，设备现在可以在本地相互通信，而无需将数据发送到云端。来自设备的数据可以保留在家庭网络中。本地控制不仅在延迟、安全性和响应时间方面提供了好处，而且还可以确保设备在云服务的互联网连接中断的情况下继续工作。

图 2：带Matter的智能家居：设备间通信不需要云

当前的物联网设备缺乏安全性，通用安全标准是 Matter 的另一个关键方面。事实上，历史上最大的 DDoS 攻击（Mirai 僵尸网络）的原因正是不安全的物联网设备，该攻击导致美国和欧洲的大部分互联网瘫痪。物联网设备制造商通常更关注设备功能和上市时间，而安全只是一个“锦上添花”的要求。因此，市场上出售的许多产品缺乏必要的安全功能。 Matter 通过定义了统一的安全认证功能，只有实现了安全特性的设备才能够通过Matter 认证，这样就解决了这个问题。例如，信任根是 Matter 认证设备的要求。所有通信都需要通过 TLS 确保安全，并且加密需要基于经过充分验证的算法，例如 SHA256。 “易用性”和“安全性”通常被认为是两个相互冲突的优先事项。 Matter 旨在通过其全面的安全框架确保安全，同时不影响用户体验。

Matter协议栈尽可能的节省算力和内存占用空间。开源 Matter 协议栈仅需要不到 128KB 的 RAM 和不到 1MB 的闪存。计算要求低，MCU 类设备可以轻松运行 Matter。

虽然这只是一个开始，但 Matter 1.0 规范已经支持一系列设备，包括照明产品（插头、灯泡、开关等）、门锁、恒温器和暖通空调系统、百叶窗和窗帘、家庭安全传感器（例如门磁传感器、运动传感器、烟雾和一氧化碳探测器）、车库门控制器、无线接入点和网桥，以及电视和视频播放器。 Matter 的后续版本已经计划支持安全摄像头、智能扬声器、家用电器和扫地机器人。随着生态系统的扩展，预计会出现新的使用案例和应用程序。包括瑞萨电子在内的 Matter 参与者致力于通过与物联网设备制造商和其他上下游合作伙伴建立有意义的合作伙伴关系来丰富和增强 Matter 生态系统。

简而言之，Matter 是迈向大众市场采用智能家居的重要一步。使用 Matter 构建的物联网设备制造商可以通过使用具有特殊规格的开源代码来降低成本和缩短上市时间。在瑞萨电子，我们坚定地致力于推广和实现Matter应用。瑞萨拥有 Matter所需要的所有主要无线连接技术，例如低功耗蓝牙（BLE）、Wi-Fi 和 Thread。 Matter的支持是我们作为智能家居连接领域卓越供应商战略的重要组成部分。我们会与行业主要参与者合作开展标准化活动。我们的工程师团队一直致力于 Matter 准备工作。我们所有相关的连接产品都将“准备就绪”。

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