如何将现有智能家居设备连接到Matter？

本文作者：Rob Alexander是 Silicon Labs 的Matter首席产品经理

随着Matter的出现，在未来几年里，改善物联网(IoT)连接并实现新应用和解决方案的机会越来越多。Matter是一个应用程序层标准协议，它允许来自不同供应商的不同产品使用其他技术无缝地协同工作。

该协议旨在减少不同制造商之间的碎片化，增强不同供应商的智能家居设备与物联网平台之间的互操作性。为了实现这一目标，Matter将使用提供设备之间互操作性的互联网协议(IP)来定义标准应用层，而无论底层网络协议如何。

如果物联网公司想要在当今不断发展的市场中保持领先地位，他们就需要在底层物联网无线协议方面有深入的专业知识，包括蓝牙、Thread 和Wi-Fi。那么，在不考虑协议的情况下，如何实现Matter互操作性呢? 答案可能在于桥接。

什么是桥接?为什么需要桥接

由于现有的非IP的Zigbee、Z-Wave和其他无线物联网协议的产品基数很大，无线共存是必要的，而且非常复杂。目前市场上有超过2100种经过认证的非 IP 智能家居产品，支持广泛的应用。随着Matter标准的发展，这些设备将需要进行桥接以确保与新协议的兼容性。

以国外常见的智能家居产品为例，使用Zigbee或Z-Wave的产品——如Philips Hue灯泡、SmartThings传感器、Ring报警系统和Ecobee恒温器等等，它们已经在世界各地正在进行销售并在大量用户家庭中使用，但目前与Matter不兼容。一般来说，将Zigbee和Z-Wave设备连接到Matter将涉及更新现有集线器或添加支持新协议的新桥接设备。

开发人员需要一种方法将Matter连接到这些设备，并将当今现有的智能家居设备带入未来，以便消费者可以通过现有产品享受Matter带来的好处。尽管一些公司可能会选择在满足闪存和RAM要求的情况下现场升级他们的终端设备，但对于物联网提供商来说，将现有的传感器网络与Matter网络连接起来将是更明智的做法，因为它将为用户提供更直观、更轻松便捷的体验。

值得庆幸的是，越来越多的物联网公司计划推出Matter桥接产品，这些产品将有助于支持已部署Zigbee/Z-Wave产品和使用蓝牙低功耗 (BLE) 进行调试并通过Thread、Wi-Fi 和以太网协议运行的较新的Matter产品。

接下来，让我们仔细看看Matter桥接的工作原理。

Matter桥的工作原理

Matter桥的工作原理是将连接扩展到Matter结构中的非Matter物联网设备，并允许消费者将现有的非Matter设备(如Zigbee和Z-Wave设备)与新的Matter设备一起使用。 网桥使用各自的协议(例如 Zigbee、Z-Wave 或蓝牙)连接到每个设备，然后将它们之间的消息转换为彼此都能理解的Matter协议。

因此，当一个设备向另一个设备发送消息时，网桥会拦截它，并将其转换为Matter协议，然后将其发送到接收设备。然后，接收设备将消息转换回自己的协议，并相应地对其进行操作。

从本质上讲，Matter桥充当使用不同通信协议的智能家居设备之间的中介。它使设备能够无缝协同工作，无论它们使用何种协议。这对于消费者来说尤其重要，因为他们可能拥有来自不同制造商的使用不同协议的智能家居设备。

通过物质桥，他们可以将所有设备连接到一个网络，并从一个应用程序或平台控制它们。下图显示了线程网络和物质结构之间的连接，以及物质到非物质网络(如Z-Wave/Zigbee)使用桥接设备的连接。

借助Matter网桥，他们可以将所有设备连接到一个网络，并从一个应用程序或平台控制它们。下图显示了Thread网络和Matter结构之间的连接，以及Matter与非Matter网络(例如使用桥接设备的Z-Wave/Zigbee)之间的连接。

Matter网桥通过将所有设备连接到一个网络来工作的方式。资料来源：Silicon Labs

Matter over Thread

为了能够通过 Thread 连接到 Matter，许多智能家居设备制造商正在构建同时支持 Thread 和 Matter 协议的边界路由器。这些设备旨在充当基于 Thread 的智能家居设备和基于 Matter 的设备之间的路由器，使它们能够相互通信。

为了能够连接到Matter over Thread，许多智能家居设备制造商正在构建同时支持Thread和Matter协议的边界路由器。这些设备被设计成基于Thread的智能家居设备和基于Matter的设备之间的路由器，允许它们相互通信。

Thread与其他网桥和集线器的独特之处在于它能够内置于其他设备中，因为它是基于IP的。物联网提供商正在构建各种硬件设备，这些硬件设备将充当与Matter兼容的Thread边界路由器，如智能家居集线器、智能扬声器、智能锁和智能照明，为用户提供现有Matter和非Matter设备之间的无缝互操作性。

总的来说，任何同时支持Thread和 Matter的设备都有可能充当这两种协议之间的边界路由器。随着Matter 的日益普及，我们很可能会看到越来越多的设备同时支持Thread和Matter。

此外，可以将Thread Border Router 功能与 Matter Bridge 相结合，以在单个集线器中支持 Matter Thread 和非Matter设备。事实上，一些公司已经在采取措施使之成为现实。例如，Silicon Labs最近发布了功能齐全的Unify软件开发套件 (SDK)，为Matter到Zigbee和Matter到Z-Wave提供桥接解决方案，并连接到Matter Thread设备。

该SDK为 Matter to Zigbee、Matter to Z-Wave 和 Matter to Thread 设备提供桥接解决方案。资料来源：Silicon Labs

Unify SDK是一种软件网络，可简化物联网基础设施开发，包括基于应用处理器的终端产品、网关、集线器、网桥和接入点。每个Unify SDK组件都实现了一个消息队列遥测传输 (MQTT) 接口，这是一种简单的消息传递协议，用于基于Dotdot的统一语言。因此，它是用于系统集成的模块化、可扩展、轻量级且定义明确的接口。

尽管Unify SDK本身在Linux上运行，但它的架构是为了可移植性。Unify-Matter桥接应用是Unify SDK的一部分，基于 CSA 的Matter Bridge Application软件。应用在Matter协议接口上接收Zigbee集群库 (ZCL) 命令，转换为Unify Controller Language数据模型，并发布到MQTT接口。

改善未来智能家居的连通性

通过使用Thread作为IoT设备的底层无线协议并通过边界路由器添加Matter支持，IoT提供商可以更轻松地创建协同工作的连接设备生态系统。那些没有原生Matter支持的设备仍然可以通过Matter桥与Matter进行互操作。

这种方法使消费者能够从更广泛的设备和制造商中进行选择，同时仍然确保兼容性和易用性。随着行业的不断发展，我们可以期待看到更多同时支持Thread和Matter的设备，从而比以往任何时候都更容易创建无缝连接的智能家居体验。

资料来源：EDN