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Matter智能家居应用上路

2022-07-21 15:20:35 EDN Taiwan编辑部 阅读:
无线连接是智能家居应用和Matter规范的核心。为了符合Matter标准,业界芯片供货商正通过集成802.15.4或扩展其无线产品组合,以单芯片支持多种无线协议的实力推动智能家居应用的Matter转型…

无线连接是智能家居应用和Matter规范的核心。为了符合Matter标准,业界芯片供货商正通过集成802.15.4或扩展其无线产品组合,以单芯片支持多种无线协议的实力推动智能家居应用的Matter转型…8r2ednc

由亚马逊(Amazon)、苹果(Apple)和Google等业界多家大厂共同发起的智能家居新标准——Matter协议预计将于今年秋天正式推出。8r2ednc

为了实现家电产品的互连互通,Matter扮演各种智能设备与系统之间的联络道路,目标在于打破特定平台或生态系的限制。未来,现有或新的设备只要支持Matter就能以任一平台控制,并利用安全优先的设计架构防御网络攻击。因此,尽管支持Matter标准的智能家居设备尚未上市,但首波相关应用已从去年底陆续推出。8r2ednc

今年的CES 2022期间,数十家品牌大厂均承诺支持这一新标准,并针对可用于开发支持Thread、Wi-Fi和蓝牙低功耗(BLE)等多种无线协议的Matter终端产品,发布各种相关芯片、软硬件或开发工具等Matter解决方案。8r2ednc

多协议平台推动智能家居转型Matter

无线连接是智能家居应用和Matter规范的核心。为了符合Matter标准,业界芯片供货商正通过集成802.15.4或扩展其无线产品组合,提供新的多协议解决方案支持,特别是除了Wi-Fi和BLE之外的Thread功能,以单芯片支持三种以上无线协议的实力支持并推动智能家居应用的Matter转型。8r2ednc

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Matter让支持Wi-Fi和Thread等多种无线协议的设备协同工作;通过支持Matter的手机即可控制所有设备。(图片来源:Infineon Technologies)8r2ednc

英飞凌科技(Infineon Technologies)在其Wi-Fi MCU、802.15.4/BLE SoC以及安全芯片产品线方面都计划推出支持Matter协议的产品,目前主要聚焦于免钥匙进入/安全监控、家庭自动化以及智能照明等三大市场领域,其中包括像智能门锁、门铃、视频监控、温控器、智能音箱以及各类智能家电、开关等都是这几年非常热门的消费类产品。英飞凌并建议客户可以从这些热门产品和重点领域入手,尽快加入支持Matter标准的行列。8r2ednc

据英飞凌(大中华区)安全互联系统事业部资深经理江国扬介绍,Matter是通用的应用层规范,目前有两个分支,即Matter over Thread和Matter over Wi-Fi。其中,Thread是专为物联网设计的短距离、低功耗且支持IPv6的网状(Mesh)网络组网协议。8r2ednc

“针对Matter over Wi-Fi的应用场景(典型类似智能门锁等设备),英飞凌提供包括低功耗MCU、低功耗的BT/Wi-Fi Combo、支持人机互动的触控方案以及NOR Flash内存、硬件安全芯片、静电保护、电池认证的设备保护方案,以及各类传感器与电机控制方案。此外,Matter协议能让多种支持IP网络的设备协同工作,如Wi-Fi和Thread/802.15.4设备。用户的手机通过Matter协议即可以控制所有上述设备。”8r2ednc

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典型的Matter使用场景。(数据源:Infineon Technologies)8r2ednc

Matter智慧家庭新标准的一步步前进,让我们看到了一个产业不断成熟的过程。智慧家庭产业生态多元且碎片化、标准难以统一的桎梏,正在科技产业众多参与者的合力下,逐渐出现要被破解的迹象。当然,江国扬并指出:“Matter的落地还面临着一些不确定性,整个产业要形成标准,牵涉到跨公司、跨国家和地域的协同,背后利益分配以及最后的落地执行,仍需要许多协作与努力。”如今,我们能够确定的是,智慧家庭市场的发展仍在高歌猛进,而一旦Matter落地,很可能会在全球智慧家庭市场中引起新一轮的洗牌。8r2ednc

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支持Wi-Fi 6、Bluetooth 5.2与802.15.4协议的三频无线电系列可无安全连接智能家居,并支持Matter安全连接标准。(图片来源:NXP Semiconductors)8r2ednc

为了支持并简化Matter在智慧家庭OEM的采用,恩智浦半导体(NXP Semiconductors)于今年初推出支持Wi-Fi 6、Bluetooth 5.2和802.15.4协议(Thread和Zigbee)的安全三频无线电系列IW612。相较于直接堆栈多个芯片的设计,这是一个支持3种无线协议的典型单芯片产品,可望为智能家居设备开发人员提供更好的控制并简化产品开发任务。8r2ednc

恩智浦介绍其支持Matter的解决方案有三大方向:处理运算方面,包含支持多协议的无线MCU、i.MX RT跨界MCU以及处理器。连接方面,除了最新的IW612,还包括适用于Zigbee、Thread 5.0、BLE等连接方式且兼具安全性的高性能MCU。安全性方面则有Edgelock SE051以及EdgeLock 2GO物联网平台。8r2ednc

整体而言,恩智浦支持Matter智慧家庭网关和边缘节点设备,通过以太网、Wi-Fi或BLE、Thread、Zigbee等连接方式,锁定如门锁、可视门铃、室外/室内摄像头、照明开关、智能插座和恒温器等设备应用。8r2ednc

为了集成Matter生态系统,恩智浦并提供SDK扩展现有的Thread、Wi-Fi、Zigbee和BLE功能,通过其MCU/MPU组合、Wi-Fi系列解决方案和EdgeLock安全平台,再加上其三频无线电IW612提供强大的无线电效能,实现安全优先级管理,从而让智慧家庭实现真正的互动性与协同工作,并进而克服开发人员面临的硬件共存挑战。8r2ednc

此外,“通过多协议无线SoC更易于与Amazon Alexa、Apple Siri、Google Assistant等设备相互操作,而无需专用集线器/网关/转换器。”恩智浦并强调,通过单一平台即可适用于多个生态系统,未来还可应用于智能插座、照明开关、智能扬声器、网关、扫地机器人、家用电器、能源管理和水资源管理等。8r2ednc

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泰凌微电子(Telink Semiconductor)的多协议SoC TLSR9和配套SDK则可支持Matter兼容的两种低功耗的底层通信协议——Thread和BLE,为实现各类低功耗Matter智能家居设备提供基础。8r2ednc

BLE利用与智能手机和平板的兼容性,可用于Matter设备的配网操作。Thread基于IEEE 802.15.4标准,作为一种高效的Mesh网络通信协议,支持IPV6,是低功耗Matter设备间的基础通信技术,可完成大量智能家居产品的互连互通。8r2ednc

得益于Thread技术,Matter还可以实现本地网络控制,将设备控制转移到本地网络,从而提供更快的响应时间。泰凌微电子指出:“随着基于Matter的智慧家庭控制转移,安装与调整智能家居设备就像开电灯一样瞬间完成。”8r2ednc

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基于TLSR9芯片平台的Matter SDK已在GitHub正式发布,目前可实现的智慧家庭应用案例包括智能照明和智能遥控等,未来还将持续扩展新应用。8r2ednc

泰凌微电子指出,任何一个成熟的产业都有着明确的产业上下游分工,大家各司其职,发挥自己最擅长的永远是利益最大化的模式。因此,Matter这个统一标准,对于现阶段的智慧家居行业而言,意义或许不在于实现大一统,而是推动智慧家庭产业的完善和成熟。8r2ednc

“Matter的出现让行业的不同玩家专注于自己擅长的领域,像互联网科技厂商等擅长软件生态构建的厂商来说,Matter可以让他们专注于软件平台以及生态入口的搭建和优化,不需要过多操心如何构建完善的硬件生态。而对于广大硬件设备厂商来说,Matter可以让他们不用花太多的成本去搭配不同生态平台,只要专心做好符合一个标准的智能产品就行了。对于终端用户而言,在选择智能家居设备时将会有更灵活的选择,不必再为不同品牌和平台之间的兼容性而操心。”8r2ednc

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施耐德电机(Schneider Electric)则迅速桥接现有系统和新系统,以应对智能家居的Matter转型。其针对照明、安全监控、空调节能或电器集成控制而设计的Wiser (Asia)智慧家庭解决方案确保符合Matter要求,同时保留本地Zigbee连接的多协议支持。8r2ednc

施耐德电机产品应用顾问李彦承介绍,Wiser Asia以支持Zigbee 3.0、Ethernet及Wi-Fi通信模式的Hub为核心,搭配智能音箱的语音控制及手持设备应用程序Wiser APP,能依照日常居家生活中不同的使用情境,实时整理出不同方向的信息。向下无线集成则经由两大面向(Comfort and convenience及Peace of mind)的应用,并与各Zigbee设备作双向沟通。8r2ednc

Zigbee 3.0采用Mesh网络架构,此架构的优势在于保持每个Zigbee设备间的联机完整,当网络拓扑中有任何设备无法服务时,此架构允许以“跳跃式”的方式形成新的路由,再将信息送达传输目的地。8r2ednc

基于Zigbee的现有与新的Wiser设备将使用升级后的Wiser Hubs的“桥接”功能加入Matter生态系统,设备的安装基础不至于随着新标准的到来而过时,让消费者更轻松地使用产品的互操作性,加速推动基于Matter标准的智能家居应用。8r2ednc

李彦承并强调,由于“节能永续”是Wiser Asia未来发展的潜力,除了有符合室内空气质量议题的PM2.5传感器,亦可集成施耐德电机的PowerTag无线电表,针对居家环境的耗电负载状况,经由自带CT的PowerTag无线电表、Class 1.0精度的耗电数据采集并进行能源分析,以达到居家空间的节能永续。8r2ednc

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瑞昱的Ameba IoT解决方案已广泛应用于智能家居领域,从智能家电的冷气、冰箱、洗衣机到空气清净机等。(图片来源:Realtek)8r2ednc

为应对Matter即将于今秋正式上路,瑞昱半导体(Realtek Semiconductor)正进一步扩展其Ameba IoT解决方案于Matter智能家居领域的应用,积极与客户研拟未来的开发计划,为未来的智能生态系统准备就绪。8r2ednc

智能家居主要在于通过Wi-Fi及BLE进行通信协议,Matter的最大特点就是打破物联网无法跨平台的限制,提升设备的兼容性,搭配语音助理及智能手机,创造顺畅的智慧家庭生态圈。瑞昱长期深耕物联网领域的Ameba IoT解决方案可支持Matter并能选配高容量的内存,让客户在研发上更有弹性。此外,瑞昱在IC设计领域的经验,也有助于确保加入Matter协议时提供高稳定度的RF质量及软件应用。8r2ednc

瑞昱表示,为了让用户有高质量的使用体验,Ameba IoT已持续一段时间与Google展开多项测试开发,参与Google Home Matter EAP计划并成为Silicon Partner,除了提供终端品牌商快速集成Matter的方案外,Ameba IoT的高度弹性与集成MCU能够协助突破设计限制,创造新的Matter应用。8r2ednc

根据Google的调查,在安装Smart Home智能设备时,有36%的用户会遇到设定上的困难,而Matter的诞生将简化设定环节,进而提高用户使用意愿。瑞昱预期,未来,智能家居设备在消费端接受度将越来越高,使用范围会更广泛,从智能家电、灯泡甚至包含居家医疗等,瑞昱可提供合适的Matter应用解决方案,为即将到来的智能生态系统做好准备。8r2ednc

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