本文作者：Rob Alexander是 Silicon Labs 的Matter首席產品經理

　　隨著Matter的出現，在未來幾年里，改善物聯網(IoT)連接并實現新應用和解決方案的機會越來越多。Matter是一個應用程序層標準協議，它允許來自不同供應商的不同產品使用其他技術無縫地協同工作。

　　該協議旨在減少不同制造商之間的碎片化，增強不同供應商的智能家居設備與物聯網平臺之間的互操作性。為了實現這一目標，Matter將使用提供設備之間互操作性的互聯網協議(IP)來定義標準應用層，而無論底層網絡協議如何。

　　如果物聯網公司想要在當今不斷發展的市場中保持領先地位，他們就需要在底層物聯網無線協議方面有深入的專業知識，包括藍牙、Thread  和Wi-Fi。那么，在不考慮協議的情況下，如何實現Matter互操作性呢? 答案可能在于橋接。

　　什么是橋接?為什么需要橋接

　　由于現有的非IP的Zigbee、Z-Wave和其他無線物聯網協議的產品基數很大，無線共存是必要的，而且非常復雜。目前市場上有超過2100種經過認證的非 IP 智能家居產品，支持廣泛的應用。隨著Matter標準的發展，這些設備將需要進行橋接以確保與新協議的兼容性。

　　以國外常見的智能家居產品為例，使用Zigbee或Z-Wave的產品——如Philips Hue燈泡、SmartThings傳感器、Ring報警系統和Ecobee恒溫器等等，它們已經在世界各地正在進行銷售并在大量用戶家庭中使用，但目前與Matter不兼容。一般來說，將Zigbee和Z-Wave設備連接到Matter將涉及更新現有集線器或添加支持新協議的新橋接設備。

　　開發人員需要一種方法將Matter連接到這些設備，并將當今現有的智能家居設備帶入未來，以便消費者可以通過現有產品享受Matter帶來的好處。盡管一些公司可能會選擇在滿足閃存和RAM要求的情況下現場升級他們的終端設備，但對于物聯網提供商來說，將現有的傳感器網絡與Matter網絡連接起來將是更明智的做法，因為它將為用戶提供更直觀、更輕松便捷的體驗。

　　值得慶幸的是，越來越多的物聯網公司計劃推出Matter橋接產品，這些產品將有助于支持已部署Zigbee/Z-Wave產品和使用藍牙低功耗 (BLE) 進行調試并通過Thread、Wi-Fi 和以太網協議運行的較新的Matter產品。

　　接下來，讓我們仔細看看Matter橋接的工作原理。

　　Matter橋的工作原理

　　Matter橋的工作原理是將連接擴展到Matter結構中的非Matter物聯網設備，并允許消費者將現有的非Matter設備(如Zigbee和Z-Wave設備)與新的Matter設備一起使用。 網橋使用各自的協議(例如 Zigbee、Z-Wave 或藍牙)連接到每個設備，然后將它們之間的消息轉換為彼此都能理解的Matter協議。

　　因此，當一個設備向另一個設備發送消息時，網橋會攔截它，并將其轉換為Matter協議，然后將其發送到接收設備。然后，接收設備將消息轉換回自己的協議，并相應地對其進行操作。

　　從本質上講，Matter橋充當使用不同通信協議的智能家居設備之間的中介。它使設備能夠無縫協同工作，無論它們使用何種協議。這對于消費者來說尤其重要，因為他們可能擁有來自不同制造商的使用不同協議的智能家居設備。

　　通過物質橋，他們可以將所有設備連接到一個網絡，并從一個應用程序或平臺控制它們。下圖顯示了線程網絡和物質結構之間的連接，以及物質到非物質網絡(如Z-Wave/Zigbee)使用橋接設備的連接。

　　借助Matter網橋，他們可以將所有設備連接到一個網絡，并從一個應用程序或平臺控制它們。下圖顯示了Thread網絡和Matter結構之間的連接，以及Matter與非Matter網絡(例如使用橋接設備的Z-Wave/Zigbee)之間的連接。

　　Matter網橋通過將所有設備連接到一個網絡來工作的方式。資料來源：Silicon Labs

　　Matter over Thread

　　為了能夠通過 Thread 連接到 Matter，許多智能家居設備制造商正在構建同時支持 Thread 和 Matter 協議的邊界路由器。這些設備旨在充當基于 Thread 的智能家居設備和基于 Matter 的設備之間的路由器，使它們能夠相互通信。

　　為了能夠連接到Matter over Thread，許多智能家居設備制造商正在構建同時支持Thread和Matter協議的邊界路由器。這些設備被設計成基于Thread的智能家居設備和基于Matter的設備之間的路由器，允許它們相互通信。

　　Thread與其他網橋和集線器的獨特之處在于它能夠內置于其他設備中，因為它是基于IP的。物聯網提供商正在構建各種硬件設備，這些硬件設備將充當與Matter兼容的Thread邊界路由器，如智能家居集線器、智能揚聲器、智能鎖和智能照明，為用戶提供現有Matter和非Matter設備之間的無縫互操作性。

　　總的來說，任何同時支持Thread和 Matter的設備都有可能充當這兩種協議之間的邊界路由器。隨著Matter 的日益普及，我們很可能會看到越來越多的設備同時支持Thread和Matter。

　　此外，可以將Thread Border Router 功能與 Matter Bridge 相結合，以在單個集線器中支持 Matter Thread 和非Matter設備。事實上，一些公司已經在采取措施使之成為現實。例如，Silicon Labs最近發布了功能齊全的Unify軟件開發套件 (SDK)，為Matter到Zigbee和Matter到Z-Wave提供橋接解決方案，并連接到Matter Thread設備。

　　該SDK為 Matter to Zigbee、Matter to Z-Wave 和 Matter to Thread 設備提供橋接解決方案。資料來源：Silicon Labs

　　Unify SDK是一種軟件網絡，可簡化物聯網基礎設施開發，包括基于應用處理器的終端產品、網關、集線器、網橋和接入點。每個Unify SDK組件都實現了一個消息隊列遙測傳輸 (MQTT) 接口，這是一種簡單的消息傳遞協議，用于基于Dotdot的統一語言。因此，它是用于系統集成的模塊化、可擴展、輕量級且定義明確的接口。

　　盡管Unify SDK本身在Linux上運行，但它的架構是為了可移植性。Unify-Matter橋接應用是Unify SDK的一部分，基于 CSA 的Matter Bridge Application軟件。應用在Matter協議接口上接收Zigbee集群庫 (ZCL) 命令，轉換為Unify Controller Language數據模型，并發布到MQTT接口。

　　改善未來智能家居的連通性

　　通過使用Thread作為IoT設備的底層無線協議并通過邊界路由器添加Matter支持，IoT提供商可以更輕松地創建協同工作的連接設備生態系統。那些沒有原生Matter支持的設備仍然可以通過Matter橋與Matter進行互操作。

　　這種方法使消費者能夠從更廣泛的設備和制造商中進行選擇，同時仍然確保兼容性和易用性。隨著行業的不斷發展，我們可以期待看到更多同時支持Thread和Matter的設備，從而比以往任何時候都更容易創建無縫連接的智能家居體驗。

　　資料來源：EDN