Thread 无线电协议旨在作为Matter标准中 Wi-Fi 的低功耗替代方案。它通过自我执行的网状网络连接电池供电的传感器等设备。该结构与 Zigbee 无线标准类似,但有一个主要区别。
简而言之,Zigbee 为网络上的每个节点分配一个特殊的 16 位地址,而 Thread 则直接使用互联网协议 IPv6 来工作。节点被分配一个IP地址,这使得它们更容易接近。在 Zigbee 网络中,分配的地址必须首先转换为 IP 格式。此任务通常由网关(即所谓的 Zigbee 桥)执行。
这些设备在它们之间建立一个网状无线电网络。
线程消除了这种转换。控制器和其他Matter设备可以通过其 IPv6 地址直接到达网络中的节点。先决条件:发送者或接收者必须有权访问网格。Wi-Fi 和以太网产品通常不会出现这种情况 – 智能手机和计算机不会“讲”Thread。这就是边界路由器存在的原因。他们建立连接。或者正如标准化线程组的官方论文中所说:
边界路由器是能够将数据包路由到网格或从网格路由出的设备。这种路由发生在 Thread 网格和任何其他 IP 承载接口(例如 Wi-Fi、以太网和蜂窝网络)之间。
使用边界路由器,Matter设备可以相互通信,无论它们位于哪个基于 IP 的网络上。例如,Matter中的 Thread 开关可以直接控制 Wi-Fi 灯,而不需要Matter生态系统的智能手机应用程序或云。
典型的边界路由器
原则上,任何支持Thread标准的产品也可以同时作为边界路由器。它只需要持续供电并通过 Wi-Fi 或以太网电缆与家庭 IP 网络保持联系。到目前为止,该功能主要应用于智能扬声器和智能显示器、智能家居集线器和其他网络设备中。典型代表包括:
- Aeotec 智能家居中心(SmartThings)
- 亚马逊 Echo(第四代)
- 亚马逊 Eero 6 Wifi 路由器
- 亚马逊 Eero 6 Pro Wifi 路由器
- Apple HomePod(第二代)
- 苹果 HomePod 迷你
- Apple TV 4K(第二代/第三代,带 Wi-Fi + 以太网)
- Google Nest Hub(第二代)
- 谷歌 Nest Hub Max
- 谷歌 Nest Wifi 路由器
- 谷歌 Nest Wifi Pro 路由器
- Nanoleaf 系列(固件 8.5.2)
- Nanoleaf 形状(固件 8.5.2)
- Nanoleaf 元件(固件 8.5.2)
- 三星 SmartThings 中心(v3)
如列表所示,边界路由器和事务控制中心的功能通常集中在一台设备中。然而,情况并非必须如此。亚马逊和谷歌的Wi-Fi路由器或Nanoleaf的边界路由器搭建了通往Thread网络的桥梁,但智能家居本身不具有任何控制功能。无论谁使用它们将 Thread 产品引入网络,还需要 Matter 生态系统的智能家居中心来实现自动化或移动远程访问。
像 HomePod mini 这样的设备也可以用作 Thread 边界路由器。
Matter内的边界路由器
随着 2022 年 7 月发布Thread 规范 1.3.0,边界路由器变得与供应商无关。符合规范的设备彼此兼容,无论它们来自哪里。目标:任何 Thread 设备都应该能够连接到任何路由器 – 反之亦然。如果安装了多个边界路由器,即使个别模型离线,Thread 网格与家庭网络其余部分之间的通信仍可维持。如有必要,剩下的一个单位将接替翻译的角色。
然而,在Matter中,完全中立的理想尚未实现。目前(截至 2023 年 7 月),边界路由器仅在某些生态系统中工作。如果组合不同制造商的模型,最终可能会得到并行的 Thread 网络,而不是连接所有设备的通用网格。
这是Matter生态系统管理此类 Thread 网络的访问数据(凭证)方式的结果。例如,亚马逊将它们以加密形式存储在其服务器上,并在设置过程中通过安全连接将它们发送到设备。Apple 为此使用 iOS 的钥匙串,Android 使用其 Google Play 服务的相应对应项。三星开发了诺克斯矩阵。
Apple 将线程凭证存储在 iOS 的中央钥匙串中。
要加入Thread 网络,新的 Thread 设备(包括边界路由器)必须传输这些凭据。如果这种交换不是在同一生态系统内进行,而是在苹果和谷歌之间进行,那么一家公司必须以安全且受控的方式与另一家公司共享其信息。谷歌和三星SmartThings已经在这方面达成了协议,苹果和谷歌也是如此。
目前,亚马逊将其 Thread 网络的凭证保留给自己,并且不会将其写入 Android 或 iOS 的通用钥匙串中。因此,其他品牌的边界路由器无法成为亚马逊设备迄今为止构建的网状网络的一部分。Nanoleaf 在支持文档中明确指出了这一事实。
(本文编译自Matter Smart Home,作者Frank Oliver-Grun,经Matter123.cn编译,仅用于物联网知识普及与分享,如有侵权,请原作者联系本站管理员删除。)