智能家居在現(xiàn)代生活中的重要性與日俱增，各類智能設(shè)備層出不窮。然而，由于市場趨于碎片化，完整的智能家居系統(tǒng)滲透率較低。很多物聯(lián)網(wǎng)廠商都有一套自己的生態(tài)系統(tǒng)，不同生態(tài)下的智能設(shè)備很難協(xié)同工作，這不僅嚴重制約了消費者的選擇，影響其使用體驗，也為設(shè)備廠商和開發(fā)者增加了支持和維護不同生態(tài)（Amazon Alexa、Google Assistant、Apple HomeKit）的成本。為了打破行業(yè)現(xiàn)狀，推動市場健康、良性發(fā)展，CSA連接標準聯(lián)盟 (Connectivity Standards Alliance)聯(lián)合多家行業(yè)領(lǐng)先公司發(fā)起并推出了Matter智能家居互聯(lián)協(xié)議，旨在提高不同廠商智能家居產(chǎn)品間的兼容性和互操作性，解決通信協(xié)議紛繁復(fù)雜的碎片化問題，打破多生態(tài)系統(tǒng)間的交互壁壘，實現(xiàn)智能設(shè)備的無縫通信與協(xié)作。Matter優(yōu)勢

沒有生態(tài)壁壘

當用戶已經(jīng)適應(yīng)一個成熟的智能家居生態(tài)時，往往希望新增設(shè)備能夠直接加入現(xiàn)有系統(tǒng)，而非重新構(gòu)建一套新的生態(tài)。在 Matter 推出之前，每家設(shè)備廠商生產(chǎn)的智能家居設(shè)備只能通過自己的 App 控制，無法和其他生態(tài)設(shè)備互聯(lián)。但通過 Matter 協(xié)議，所有支持 Matter 的 App 和硬件設(shè)備均可輕松無縫互聯(lián)，協(xié)同工作。目前，亞馬遜、蘋果、谷歌和三星等公司均已宣布支持 Matter。這意味著我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷闹悄茉O(shè)備控制終端（如 iOS/安卓手機、語音助手、智能音箱等）均將支持 Matter 協(xié)議。用戶甚至不需要單獨的 Matter 設(shè)備 App，就可直接控制 Matter 設(shè)備。

更加自動化

Matter 允許設(shè)備間直接進行高效的通信，整個過程無需特定的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。例如，Matter 智能開關(guān)或傳感器可以直接打開/關(guān)閉 Matter 燈泡，而無需借助任何 App、云或其他特別操作。一旦完成配置，Matter 設(shè)備間的通信和控制都會直接在本地局域網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)。

沒有通信壁壘

Matter 協(xié)議可以讓多種支持 IP 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備協(xié)同工作，如 Wi-Fi 和 Thread/802.15.4 設(shè)備。您的手機通過 Matter 協(xié)議可以控制所有上述設(shè)備。舉個例子，您可以將一個 802.15.4 傳感器設(shè)置為無需通過 App 或云，就直接打開/關(guān)閉一個 Wi-Fi 燈泡。當然，它也支持您通過手機 App 進行控制。Wi-Fi 和 Thread 設(shè)備之間通信時需要一個可以同時支持 Wi-Fi 和 802.15.4 協(xié)議的“Thread 邊界路由器”，它可以讓設(shè)備在兩個網(wǎng)絡(luò)之間進行通信。值得一提的是，由于上述所有通信都在本地 Wi-Fi 或 Thread 網(wǎng)絡(luò)中進行，因此即使在斷網(wǎng)情況下，設(shè)備仍可正常工作。Matter 還可以幫助目前的一些存量 Zigbee 或 Bluetooth LE Mesh 設(shè)備通過橋接方式接入 Matter 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

易于開發(fā)

在 Matter 的支持下，設(shè)備廠商不再需要同時維護多個生態(tài)系統(tǒng)或通過多種認證，從而大大節(jié)省了時間和人力成本。

協(xié)議開放

Matter 是一套開放規(guī)范，由多家公司合作推出，極大加速了設(shè)備的評估和開發(fā)流程。

設(shè)備自動化

設(shè)備間的自動化有助于讓智能家居系統(tǒng)的聯(lián)動更加便利。例如，您僅需一個 Matter 傳感器外加一個 Matter 燈泡，就能構(gòu)建一個簡單的智能家居系統(tǒng)，而且該系統(tǒng)對傳感器或燈泡的廠商沒有任何限制。對于生產(chǎn)傳感器或開關(guān)等智能家居設(shè)備配套產(chǎn)品的廠商而言，Matter 協(xié)議可以讓您專注于設(shè)計產(chǎn)品的核心功能，無需擔心設(shè)備之間的通信問題。客戶也可以自行選擇任意品牌的智能設(shè)備（比如燈泡、風扇等），盡情發(fā)揮想象力，定制自己的智能生態(tài)系統(tǒng)。

自定義功能

如今，Matter 規(guī)范支持的設(shè)備類型、屬性、命令越來越豐富，而且還支持自定義屬性。用戶能夠基于 Matter 實現(xiàn)豐富的功能。Matter數(shù)據(jù)模型Node（節(jié)點）：節(jié)點通常被定義為一個具有某些功能的網(wǎng)絡(luò)可尋址實體，具有唯一性。用戶可以看到的智能設(shè)備實體，比如說照明系統(tǒng)，就是一個節(jié)點。Endpoint（端點）：端點可以被想象為一個可提供某種或某些服務(wù)的虛擬設(shè)備，每個節(jié)點可以擁有多個端點。比如，我們照明系統(tǒng)節(jié)點就擁有不止一個端點，Dimmable Light 和 On/Off Light 都是照明系統(tǒng)節(jié)點的端點。Endpoint是Matter協(xié)議中控制node的最小單位，其中包含了3個屬性：Cluster：多個常用操作組合為一個可復(fù)用的模塊，分為服務(wù)器和客戶端，例如燈和開關(guān)。Attribute：表示可以讀取或?qū)懭氲膬?nèi)容，例如On/Off表示設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)。Attribute 既可以長期有效，也可以在設(shè)備重啟之后失效；讀寫權(quán)限也可設(shè)置為“只讀”或“可讀可寫”。Matter 規(guī)范中的 Attribute 支持豐富的數(shù)據(jù)類型：包括典型值、布爾值、整數(shù)（有符號/無符號）、浮點數(shù)、枚舉數(shù)、字符串，甚至集合（列表或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）。Command：代表觸發(fā)Cluster進行某種行為的命令，例如打開、關(guān)閉。針對Endpoint中的屬性Matter規(guī)范提供了一系列的標準，用戶可以從列表中找到適合自己設(shè)備的配置。Endpoint 0每個節(jié)點的第一個端點 Endpoint 0 用于提供一些適用于整個節(jié)點的服務(wù)，因此需要保留。Endpoint 0 的設(shè)備類型為“根節(jié)點”。作為一個特殊的 Endpoint，它提供了一些適用于整個節(jié)點的 Cluster，包括：Basic Information Cluster Server（基本信息 Cluster 服務(wù)器）：提供有關(guān)節(jié)點的基本信息，如固件版本、制造商等。ACL Cluster Server（ACL Cluster 服務(wù)器）：允許配置可訪問控制此節(jié)點的其他節(jié)點列表。Network Commissioning Cluster Server（網(wǎng)絡(luò)調(diào)試 Cluster 服務(wù)器）：允許在節(jié)點上配置網(wǎng)絡(luò)（Wi-Fi、以太網(wǎng)、Thread 等）。Matter綁定用戶可以（通過 Matter 手機 App）使用DNS協(xié)議將來自不同廠商的不同設(shè)備綁定起來。如上圖綁定之后開關(guān)就可以獲取后燈泡的細節(jié)信息，從而實現(xiàn)不借助任何云或手機App，直接通過本地網(wǎng)絡(luò)即可進行交互。Matter設(shè)備認證Matter 設(shè)備通過公鑰基礎(chǔ)設(shè)施 PKI (Public Key Infrastructure) 進行身份識別與認證。每個 Matter 節(jié)點都有自己的節(jié)點操作證書 NOC (Node Operational Certificate)。NOC 證書采用 X.509 格式標準，內(nèi)含一個可用于識別某個節(jié)點的唯一標識符，即節(jié)點操作標識符（節(jié)點 ID）。
當某個 Matter 節(jié)點同時處于多個不同生態(tài)系統(tǒng)中時，該節(jié)點將擁有多個 NOC 證書（在每個生態(tài)系統(tǒng)中都有對應(yīng)的證書）。NOC 證書和節(jié)點 ID 僅在所處的生態(tài)系統(tǒng)中有效，這里所描述的生態(tài)系統(tǒng)，在Matter 協(xié)議中被稱為 Matter Fabric。一個 Matter 節(jié)點擁有的資源（即 CPU/RAM）決定了它最多可同時支持多少個 Fabric。每個 Matter Fabric 也會有其對應(yīng)的根證書 (Root CA Certificate)，用于驗證 Fabric 中各節(jié)點的身份，即各節(jié)點的 NOC 證書。Matter設(shè)備配網(wǎng)新設(shè)備一旦上電，將通過 BLE 或 DNS-sd 服務(wù)進行廣播。控制器接收到廣播時，會嘗試基于配對碼與設(shè)備建立加密會話。這個過程被稱為 Matter 的密碼認證會話建立 (Password Authenticated Session Establishment, PASE)。通常情況下，在 PASE 過程中，App 需要通過掃描二維碼來獲取設(shè)備的唯一配對碼。建立 PASE 會話后，控制器將驗證設(shè)備的 DAC 證書。如果通過驗證，則會簽發(fā)一個新的 NOC，并將其安裝至設(shè)備。此外，控制器還會告知設(shè)備需要加入的 Wi-Fi 或 Thread 網(wǎng)絡(luò)。設(shè)備配網(wǎng)完成后，PASE 會話將被關(guān)閉。此后，所有通信都將受到證書的保護。這種新的會話也被稱為 Matter 的證書認證會話建立 (Certificate Authenticated Session Establishment, CASE)。Matter訪問控制列表(ACL, Access Control List)每個 Matter 節(jié)點都有一個訪問控制列表 (ACL, Access Control List) ，規(guī)定了在這個 Matter Fabric 中，何種設(shè)備可以在此 Matter 節(jié)點上執(zhí)行何種操作，比如在節(jié)點 x 上的 Cluster y 上具有可讀/可寫/可調(diào)用權(quán)限。當一個 Matter 手機 App 控制 Matter 網(wǎng)絡(luò)中的燈泡時：·燈泡將獲得一系列由 ACL 定義的權(quán)限。·此后，燈泡在執(zhí)行任何操作之前，將首先通過手機 App 的 NOC 證書和安裝在燈泡上的受信根 CA 證書，來驗證手機 App 的身份。·接著，燈泡將檢查 ACL，確認此手機 App 是否具有控制燈泡操作的權(quán)限。Matter橋接設(shè)備Matter 橋接設(shè)備可以讓非 Matter 設(shè)備加入 Matter 生態(tài)系統(tǒng)，允許用戶無差別得控制自己的 Matter 和非 Matter 設(shè)備。在 Matter 生態(tài)系統(tǒng)中，非 Matter 設(shè)備可以作為“被橋接設(shè)備”節(jié)點，通過橋接設(shè)備完成其他協(xié)議（如 Zigbee）和 Matter 協(xié)議之間的映射，從而與系統(tǒng)中的 Matter 設(shè)備進行通信。下面是一個 Matter 橋接設(shè)備的數(shù)據(jù)模型示例。·Endpoint 0 中的設(shè)備類型為 Bridge。PartsList 字段列出橋接設(shè)備的所有端點，每個端點代表一個非 Matter 設(shè)備。·每個端點上的 Descriptor（描述符）Cluster 可以提供有關(guān)特定被橋接設(shè)備的信息。ESP-MatterESP Matter 是樂鑫 ESP32 系列 SoC 的官方 Matter 開發(fā)框架。它建立在開源 Matter SDK之上，并提供簡化的 API、常用外圍設(shè)備、用于安全、制造和生產(chǎn)的工具和實用程序，并附有詳盡的文檔。它包含豐富的生產(chǎn)參考，旨在簡化 Matter 產(chǎn)品的開發(fā)過程，使用戶能夠在最短的時間內(nèi)投入生產(chǎn)。樂鑫Matter文檔：https://docs.espressif.com/projects/esp-matter/en/main/esp32/樂鑫支持Matter的芯片1. 支持 Wi-Fi 的 ESP32、ESP32-C 和 ESP32-S 等系列 SoC 和模組，均可用于開發(fā) Matter Wi-Fi 終端設(shè)備。2. 集成 IEEE 802.15.4 (Thread/Zigbee) 的 ESP32-H 系列 SoC 和模組，可用于開發(fā) Matter Thread 終端設(shè)備。3. 將 ESP32-H 系列 SoC 與樂鑫 Wi-Fi SoC 相組合，可搭建 Thread 邊界路由器，連通 Thread 與 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)；也可搭建 Matter-Zigbee 橋接設(shè)備，連通 Matter 與非 Matter 網(wǎng)絡(luò)。4. 使用一顆同時支持 Wi-Fi 和 Bluetooth LE 的單芯片，即可搭建 Matter-BLE Mesh 橋接設(shè)備，實現(xiàn) Matter 網(wǎng)絡(luò)與 Bluetooth LE Mesh 設(shè)備的互聯(lián)互通。