自2019年底以來，智能家居行業(yè)的技術(shù)專家共同努力定義一個(gè)旨在解決智能家居碎片化問題的統(tǒng)一框架。

作者：Omer Cheema

Senior Director of IoT & Wi-Fi Business Division, IoT and Infrastructure Business Unit

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該讓我們的家變得更舒適、安全和節(jié)能，然而，這一切還沒有發(fā)生，至少在主流市場(chǎng)是這樣的。由于智能設(shè)備之間的互操作性問題以及沒有一個(gè)統(tǒng)一的互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)，智能家居的市場(chǎng)化和通用化一直停留在早期階段。你如何確保你剛買的嶄新的恒溫器能與家里的其他設(shè)備一起工作？您的家庭中樞設(shè)備是否支持此設(shè)備？設(shè)備所遵循的協(xié)議版本（和子版本）是否符合智能家居其余設(shè)備的要求？你能告訴Alexa控制它還是你需要Siri？您是否需要在手機(jī)上安裝一個(gè)額外的應(yīng)用程序來控制新添加的設(shè)備，或者您手機(jī)上的現(xiàn)有應(yīng)用程序可以完成這項(xiàng)工作？從智能家居誕生的第一天起，業(yè)界一直在努力應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。

現(xiàn)在，好消息來了——Matter 1.0協(xié)議規(guī)范發(fā)布了，Matter有望徹底解決這個(gè)互操作性問題。自2019年底以來，來自300多家智能家居行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)的技術(shù)專家共同努力定義一個(gè)旨在解決智能家居碎片化問題的統(tǒng)一框架。用技術(shù)術(shù)語來說，Matter的愿景是創(chuàng)建一個(gè)基于IP的協(xié)議，無論制造商的品牌如何，都可以在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中安全、穩(wěn)健地將各種智能設(shè)備相互連接起來。Matter是一種應(yīng)用層協(xié)議，它提取了底層的無線連接技術(shù)，例如Wi-Fi、Thread和低功耗藍(lán)牙（BLE）。通過使用一個(gè)通用的軟件協(xié)議棧，Matter設(shè)備的制造商將不必?fù)?dān)心各種智能家居生態(tài)系統(tǒng)和語音服務(wù)的互通性，如亞馬遜的Alexa、蘋果的Siri、谷歌的助手等。智能家居用戶將通過購買經(jīng)過Matter認(rèn)證的設(shè)備，使用任何語音助手，并使用任何智能家居平臺(tái)來控制他們的設(shè)備。

圖1：Matter是未來物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用層

Matter的另一個(gè)關(guān)鍵特性是本地控制。智能家居中典型的設(shè)備間通信通過云服務(wù)進(jìn)行。每個(gè)設(shè)備將其數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)的云。不同云中的API允許設(shè)備相互交互。有了Matter，設(shè)備現(xiàn)在可以在本地相互通信，而無需將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端。來自設(shè)備的數(shù)據(jù)可以保留在家庭網(wǎng)絡(luò)中。本地控制不僅在延遲、安全性和響應(yīng)時(shí)間方面提供了好處，而且還可以確保設(shè)備在云服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)連接中斷的情況下繼續(xù)工作。

圖2：帶Matter的智能家居：設(shè)備間通信不需要云

當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備缺乏安全性，通用安全標(biāo)準(zhǔn)是Matter的另一個(gè)關(guān)鍵方面。事實(shí)上，歷史上最大的DDoS攻擊（Mirai僵尸網(wǎng)絡(luò)）的原因正是不安全的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，該攻擊導(dǎo)致美國和歐洲的大部分互聯(lián)網(wǎng)癱瘓。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商通常更關(guān)注設(shè)備功能和上市時(shí)間，而安全只是一個(gè)“錦上添花”的要求。因此，市場(chǎng)上出售的許多產(chǎn)品缺乏必要的安全功能Matter通過定義了統(tǒng)一的安全認(rèn)證功能，只有實(shí)現(xiàn)了安全特性的設(shè)備才能夠通過Matter認(rèn)證，這樣就解決了這個(gè)問題。例如，信任根是Matter認(rèn)證設(shè)備的要求。所有通信都需要通過TLS確保安全，并且加密需要基于經(jīng)過充分驗(yàn)證的算法，例如SHA256?！耙子眯浴焙汀鞍踩浴蓖ǔ１徽J(rèn)為是兩個(gè)相互沖突的優(yōu)先事項(xiàng)。Matter旨在通過其全面的安全框架確保安全，同時(shí)不影響用戶體驗(yàn)。

Matter協(xié)議棧盡可能的節(jié)省算力和內(nèi)存占用空間。開源Matter協(xié)議棧僅需要不到128KB的RAM和不到1MB的閃存。計(jì)算要求低，MCU類設(shè)備可以輕松運(yùn)行Matter。

雖然這只是一個(gè)開始，但Matter 1.0規(guī)范已經(jīng)支持一系列設(shè)備，包括照明產(chǎn)品（插頭、燈泡、開關(guān)等）、門鎖、恒溫器和暖通空調(diào)系統(tǒng)、百葉窗和窗簾、家庭安全傳感器（例如門磁傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、煙霧和一氧化碳探測(cè)器）、車庫門控制器、無線接入點(diǎn)和網(wǎng)橋，以及電視和視頻播放器。Matter的后續(xù)版本已經(jīng)計(jì)劃支持安全攝像頭、智能揚(yáng)聲器、家用電器和掃地機(jī)器人。隨著生態(tài)系統(tǒng)的擴(kuò)展，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)新的使用案例和應(yīng)用程序。包括瑞薩電子在內(nèi)的Matter參與者致力于通過與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商和其他上下游合作伙伴建立有意義的合作伙伴關(guān)系來豐富和增強(qiáng)Matter生態(tài)系統(tǒng)。

簡(jiǎn)而言之，Matter是邁向大眾市場(chǎng)采用智能家居的重要一步。使用Matter構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商可以通過使用具有特殊規(guī)格的開源代碼來降低成本和縮短上市時(shí)間。在瑞薩電子，我們堅(jiān)定地致力于推廣和實(shí)現(xiàn)Matter應(yīng)用。瑞薩擁有Matter所需要的所有主要無線連接技術(shù)，例如低功耗藍(lán)牙（BLE）、Wi-Fi和Thread。Matter的支持是我們作為智能家居連接領(lǐng)域卓越供應(yīng)商戰(zhàn)略的重要組成部分。我們會(huì)與行業(yè)主要參與者合作開展標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)。我們的工程師團(tuán)隊(duì)一直致力于Matter準(zhǔn)備工作。我們所有相關(guān)的連接產(chǎn)品都將“準(zhǔn)備就緒”。

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瑞薩電子 (TSE: 6723)

科技讓生活更輕松，致力于打造更安全、更智能、可持續(xù)發(fā)展的未來。作為全球微控制器供應(yīng)商，瑞薩電子融合了在嵌入式處理、模擬、電源及連接方面的專業(yè)知識(shí)，提供完整的半導(dǎo)體解決方案。成功產(chǎn)品組合加速汽車、工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上市，賦能數(shù)十億聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備改善人們的工作和生活方式。更多信息，敬請(qǐng)?jiān)L問renesas.com