2023年6月8日，全球領(lǐng)先的專業(yè)電子機(jī)構(gòu)媒體AspenCore攜手深圳市新一代信息通信產(chǎn)業(yè)集群聯(lián)合主辦的“2023國際AIoT生態(tài)發(fā)展大會“在深圳成功舉辦。Edtesmc

　　在當(dāng)日的智能家居&可穿戴分論壇上，Nordic半導(dǎo)體資深現(xiàn)場應(yīng)用工程師黃東在做主題為“Nordic SoC 解決方案助力Matter AIoT 應(yīng)用開發(fā)”的內(nèi)容分享時表示：“制定Matter標(biāo)準(zhǔn)的目的，是為了解決多年以來智能家居市場碎片化且不能互聯(lián)互通的痛點(diǎn)。而簡單、互通、可靠、安全成為該標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢所在。”此外，他還指出，Matter不僅僅是技術(shù)規(guī)范，同時對于開發(fā)它也提供了完整的工具包，包括公開的技術(shù)規(guī)范、開源的SDK，還提供認(rèn)證、測試工具，也規(guī)定了認(rèn)證的測試流程。Edtesmc

Nordic半導(dǎo)體資深現(xiàn)場應(yīng)用工程師黃東Edtesmc

　　Matter是什么

　　Matter是由業(yè)界多家巨頭發(fā)起并制定的一個開放標(biāo)準(zhǔn)，目的是為了解決多年以來智能家居市場碎片化且不能互聯(lián)互通的痛點(diǎn)。該標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢體現(xiàn)在四方面：Edtesmc

　　簡單。其一致的標(biāo)準(zhǔn)，簡化了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的開發(fā);跨平臺的體驗(yàn)，簡化了消費(fèi)者購買時的復(fù)雜度;更簡化了安裝與控制流程。Edtesmc

　　互通。其是基于一致的應(yīng)用層，兼容多種傳輸層協(xié)議，支持Matter協(xié)議的設(shè)備與平臺能保證互通。Edtesmc

　　可靠。因其可以直接由本地控制，不受限于單一云或是單一平臺。Edtesmc

　　安全。Matter通過制定完備的安全機(jī)制，能夠保證其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都是合法和受信任的。Edtesmc

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　　黃東表示， Matter不僅僅是技術(shù)規(guī)范，同時對于開發(fā)它也提供了完整的工具包，包括公開的技術(shù)規(guī)范、開源的SDK，還提供認(rèn)證、測試工具，也規(guī)定了認(rèn)證的測試流程，它是通過開源方式集合各方開發(fā)力量，其中就包括像Nordic這樣的供應(yīng)商。Edtesmc

　　目前，Matter標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是1.1，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支持的設(shè)備包括照明設(shè)備(燈泡)、溫控設(shè)備、安全控制(門鎖)類，涉及到安全進(jìn)入的如人員探測、煙感的探測設(shè)備等等。Edtesmc

　　Matter網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　Matter設(shè)備之間的通信主要是基于IPv6，目前Matter v1.0的網(wǎng)絡(luò)是由 Ethernet，Wi-Fi，與Thread組成;不同的IPv6網(wǎng)絡(luò)通過edge routers溝通，例如Thread Border Router，Wi-Fi Access Point。Thread、Wi-Fi兩種模式是互補(bǔ)的，Thread通常用于低功耗裝置，如傳感器、門鎖、或是不需要高網(wǎng)絡(luò)帶寬的簡單裝置，如插座、燈泡。Edtesmc

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　　定義不同角色

　　Matter定義了不同的設(shè)備角色，包括設(shè)備(Device)、控制器(Controller)及橋接設(shè)備(Bridge)。Edtesmc

　　第一是設(shè)備，如門鎖、燈泡等這些專門完成特定功能的設(shè)備。Edtesmc

　　第二是控制器，是專門控制前面的device設(shè)備，如常見的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，或是軟件(例如手機(jī)App)。Edtesmc

　　第三是Bridge，就是橋接設(shè)備。Matter bridge扮演與非Matter設(shè)備溝通(例如Zigbee)的角色，讓Matter controller得以控制既有的智慧家庭設(shè)備。Edtesmc

　　Matter目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)跨生態(tài)系統(tǒng)的互聯(lián)互通

　　黃東指出，Matter Fabric是由多個Matter devices組成的，而同一個Fabric中的Matter devices具有相同的根憑證(Root CA Certificate)與各自的營運(yùn)憑證(Node Operational Credential)。這些憑證是在Matter devices入網(wǎng)(commissioning))的過程中布置的，而通過這些憑證，Matter Fabric中的裝置彼此能夠安全地溝通。一個Matter devices可以同時加入多個不同的Fabric，能夠?qū)崿F(xiàn)跨生態(tài)，打破生態(tài)系統(tǒng)之間的壁壘。一個Matter device可以加入多個不同的Fabric之中。Edtesmc

　　各大智能家庭系統(tǒng)已支持Matter

　　目前，Matter 1.0規(guī)范已獲得Google Home、Apple Home、Samsung SmartThings以及Amazon Alexa等幾大主要的智能家庭生態(tài)系統(tǒng)支持。而對于實(shí)際生活中是否仍需購買智慧家庭中樞，即網(wǎng)關(guān)設(shè)備?黃東給出的回復(fù)是，仍需要。Edtesmc

　　對此，他進(jìn)一步指出，目前像蘋果、谷歌、三星、亞馬遜這些公司都有自己的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，蘋果是HomePod Mini音箱，谷歌是Nest Hub，亞馬遜是echo。以蘋果系統(tǒng)舉例，如果控制蘋果設(shè)備，仍需要其HomePod Mini音箱。雖然IOS已內(nèi)置了控制的手機(jī)應(yīng)用，但是還需要它的音箱網(wǎng)關(guān)設(shè)備。為了擺脫這點(diǎn)，其他廠商可以開發(fā)獨(dú)立的Matter控制的手機(jī)應(yīng)用，這樣可以做到直接控制，不必說一定要這些網(wǎng)關(guān)設(shè)備。但此時，自行開發(fā)Matter控制的手機(jī)應(yīng)用必須要過Matter認(rèn)證。Edtesmc

　　此外，對于Matter實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通以后，是否各個廠家的設(shè)備都是千篇一律，或具備同樣的功能?其實(shí)不是的。Edtesmc

　　對此，黃東介紹道：“提供產(chǎn)品的差異化，可從這幾個方面：通過更好的無線連接;提供更高效的電源管理;融入目前非常受關(guān)注的人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí);提供比較靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的切換;以及添加其他獨(dú)有的功能，比如可以通過藍(lán)牙功能實(shí)現(xiàn)獨(dú)有功能，此時芯片需要較好地支持多協(xié)議，而Nordic在這方面能夠提供出色的支持。”Edtesmc

　　差異化案例

　　差異化案例一：以低功耗藍(lán)牙提供更加豐富的功能Edtesmc

　　黃東指出，目前Matter1.0規(guī)范定義了完整門鎖的功能，從最基本的開鎖、關(guān)鎖，一直到較高階的比如密碼的設(shè)置、定時操作和其他的功能。不過，目前市面上現(xiàn)有能看到Matter controller只支持基本開鎖、解鎖功能。Edtesmc

　　據(jù)他介紹，為了支持上述高階功能，產(chǎn)品制造商可以有兩種途徑，一種是自行開發(fā)獨(dú)立的controller APP，可以有更多的功能；還有透過多協(xié)議的支持，如通過低功耗藍(lán)牙以支持更豐富的功能。Edtesmc

　　差異化案例二：裝置固件升級Edtesmc

　　Matter規(guī)定了裝置必須支持固件升級。在1.0規(guī)范里規(guī)定了OTA requestor(設(shè)備)通過定期詢問OTA provider(家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備)是否需要更新。還有其他替代方案，如可以通過無線的方式(如低功耗藍(lán)牙)或有線方式(如UART)，甚至是云端更新的方式(如HTTP)。Edtesmc

　　差異化案例三：機(jī)器學(xué)習(xí)與MatterEdtesmc

　　機(jī)器學(xué)習(xí)(Machine Learning)快速收集數(shù)據(jù)并且訓(xùn)練模型還有部署模型的方式。黃東指出，Nordic目前已經(jīng)能夠透過和第三方的深度整合，該公司的SDK和硬件已能夠支持這樣的方式。Edtesmc

　　差異化案例四：比較靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的切換方式Edtesmc

　　現(xiàn)在每個家庭網(wǎng)絡(luò)是不盡相同的，Wi-Fi肯定都有，Thread不一定有，目前Matter聯(lián)動的方式，是如何通過Thread和Wi-Fi實(shí)現(xiàn)呢?黃東表示，如果使用Nordic的芯片可實(shí)現(xiàn)靈活的支持，也就是說，在安裝終端產(chǎn)品之時，可以讓用戶來選擇Matter Wi-Fi或者M(jìn)atter Thread，這樣可以做到產(chǎn)品對網(wǎng)絡(luò)類型非常靈活的適配。Edtesmc

　　Nordic相關(guān)產(chǎn)品

　　此次智能家居&可穿戴分論壇上，黃東介紹的Nordic對Matter產(chǎn)品開發(fā)提供的硬件平臺，讓人眼前一亮。例如nRF52840是基礎(chǔ)Matter裝置開發(fā)平臺，基于Nordic系統(tǒng)級芯片，它里面有64MHz Cortex M4處理器，內(nèi)建1MB Flash和256KB RAM。多協(xié)議支持Zigbee，具備J-Link調(diào)試器，方便固件的燒錄與除錯，帶有外部QSPI flash方便擴(kuò)展與裝置固件升級。它適合用于開發(fā)Matter-over-Thread設(shè)備。此外，黃東還介紹了Nordic所提供的nRF5340開發(fā)板、nRF7002開發(fā)板以及53物聯(lián)網(wǎng)原型建構(gòu)平臺。Edtesmc

　　機(jī)器學(xué)習(xí)與設(shè)備的緊密結(jié)合Edtesmc

　　目前，Nordic Thingy：53自帶完整固件，與Edge Impulse Studio深度整合，直接在Nordic Thing：53采集模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)。Edtesmc

　　據(jù)黃東介紹，Nordic Thingy：53平臺能夠快速實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)。Thingy：53配合nRF Edge Impulse手機(jī)app快速實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)原型。透過nRF Edge Impulse，上傳采集數(shù)據(jù)以后可以添加tag，加以訓(xùn)練，就可以導(dǎo)出模型，模型可以跟編譯工具一起進(jìn)行編譯鏈接，用戶下載到Thingy：53上，在Thingy：53上就可以進(jìn)行實(shí)時預(yù)測推斷。Edtesmc

　　為了展現(xiàn)Thingy：53的魅力，活動現(xiàn)場還播放了一段Demo視頻，以展示用手勢控制Matter相關(guān)設(shè)備。這個模型在運(yùn)行運(yùn)算時，根據(jù)傳感器傳播數(shù)據(jù)，使用已經(jīng)預(yù)先訓(xùn)練好的模型，固件里面的Accelerator(開關(guān))，可以觸發(fā)Matter設(shè)備相關(guān)動作，可以開等或者關(guān)燈。此Demo運(yùn)行以后，看到效果就是，當(dāng)上下移動Thingy：53時，它就會開一個Matter燈;當(dāng)水平旋轉(zhuǎn)時，就會關(guān)閉Matter燈。Edtesmc

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　　黃東表示，Nordic對Matter產(chǎn)品開發(fā)提供全方位的支持。其包括，提供整合的Matter 1.0 SDK;提供通過認(rèn)證的Thread協(xié)議棧，方便申請Matter認(rèn)證；提供通過認(rèn)證的低功耗藍(lán)牙協(xié)議棧，方便申請Matter認(rèn)證；提供認(rèn)證過的Wi-Fi6協(xié)議棧，方便申請Matter認(rèn)證；支持Thread與低功耗藍(lán)牙同時多任務(wù)操作；多樣的Matter范例與應(yīng)用。完整的固件打包工具及測試工具，方便工廠端制造Matter產(chǎn)品的需求。友善的開發(fā)接口，使用Visual Studio Code與nRF Connect擴(kuò)充插件。透過Nordic DevZone與現(xiàn)場應(yīng)用工程師為客戶提供技術(shù)支持。Edtesmc

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