對於Matter而言，2023年將是重要的一年。Matter一直以來的目標就是減少不同供應商之間的隔閡，實現不同供應商智慧家庭設備和物聯網(IoT)平台之間的互通性。為實現這一目標，Matter使用網路協議(IP)作為連接基礎，推出了一個通用應用層。無論底層採用何種網路通訊協定，Matter應用層都能夠保證設備間的互通性。
新的Matter設備可以是多個生態系統的一部分。例如，可以將燈泡連接到Amazon Alexa、Google Home和Apple HomeKit。這意味著消費者可以在智慧家庭中增加新產品和品牌，而無需花費精力研究設備是否相容。有了Matter就可以輕鬆連接各種電子裝置。
什麼是橋接？為什麼需要橋接？
隨著非IP型Zigbee、Z-Wave和其他無線物聯網協定的大量使用安裝，橋接(Bridge)將成為一個重要功能，因為它可以將Matter連接到這些設備，而讓各種技術發揮其作用。儘管某些終端設備可滿足現場升級的要求(例如擁有足夠的快閃記憶體和RAM)，但橋接現有感測器網路而與Matter網路進行交互操作會更簡單、更穩定，還能提供更出色的用戶體驗。許多物聯網製造商不僅支持較新的Matter產品，還將推出支援現有的Zigbee/Z-Wave產品的橋接產品。Matter使用低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy, BLE)進行調試，並透過Wi-Fi、乙太網路和Thread協定運行。在瞭解Matter橋接的概念之前，務必要弄清楚Thread這一Matter的底層網路通訊協定。
Thread是一種無線聯網技術，是基於廣泛使用的網路協定(IPv6)和成熟的IEEE 802.15.4無線技術開發而來，旨在確保安全通訊和相容未來技術。Thread透過提供一個適配層，解決了IPv6和802.15.4技術之間的統一問題，這個適配層可以靈活向上支援IPv6網路層的要求和向下支援802.15.4鏈路層的功能。此適配層就是6LoWPAN。表1為Thread協定棧(Matter作為統一應用層)結構概覽。
表1 Thread協定棧結構
Thread邊界路由器可將Thread網路連接到其他基於IP的網路，例如Wi-Fi或乙太網路。邊界路由器為Thread網路內的設備提供各種服務，包括為離線操作提供路由服務、提供基於IPv6基礎設施鏈路的雙向連接，以及提供服務註冊以便啟用基於DNS的服務發現。
廠商如Silicon Labs提供構建OpenThread邊界路由器(OTBR)的解決方案，解決方案中包含Raspberry Pi設備和建構邊界路由器軟體所需的示例無線電輔助處理器(RCP)應用程式。
Unify SDK簡化開發
Silicon Labs的Unify SDK簡化了物聯網基礎設施的開發，包括閘道、存取點、集線器、橋接器和基於應用處理器的終端產品。每個Unify SDK元件都實施統一語言(基於Dotdot)的MQTT介面。採用模組化設計，可擴展、輕量化，還具備明確定義的介面，可用於系統整合。Unify SDK在Linux上本地運行，但其架構也可以用於行動應用。Unify-Matter Bridge應用程式是Unify SDK的一部分，基於CSA的Matter橋接應用軟體構建。應用程式接收Matter協定介面上的ZCL命令，並將其轉化為Unify控制器語言資料模型，然後發布到MQTT介面。
Matter橋接設備工作原理
Matter橋接設備可為Matter結構中的非Matter物聯網設備提供連接。消費者可以在使用新Matter設備的同時，繼續使用現有的非Matter設備，例如Zigbee和Z-Wave設備。這些非Matter設備在Matter結構顯示為被橋接的設備。Matter橋接設備使用Unify SDK在Matter和Zigbee/Z-Wave網路設備之間進行協定轉換。圖1顯示Thread網路和Matter結構之間的連接，以及Matter與使用橋接設備的Z-Wave/Zigbee等非Matter網路之間的連接。
圖1 採用Matter網路作為統一解決方案的智慧家庭環境
(本文由芯科科技Silicon Labs提供)