如何将现有智能家居设备连接到 Matter？

本文编译自EDN，原题为“How to connect existing smart home devices to Matter”，作者罗布·亚历山大（Rob Alexander），其是Silicon Labs Matter的首席产品经理，在物联网设备、无线协议和嵌入式设备领域工作了 15 年以上。

随着 Matter 的出现，带来了广泛的机会来改善物联网 (IoT) 连接并在未来几年实现新的应用程序和解决方案。Matter是一个应用程序层，允许使用其他技术的不同供应商的不同产品无缝地协同工作。

该协议旨在减少不同制造商之间的碎片化，并增强不同供应商的智能家居设备和物联网平台之间的互操作性。为了实现这一目标，Matter 将使用提供设备之间互操作性的互联网协议 (IP) 来定义标准应用层，而不管底层网络协议如何。

图源：Silicon Labs

如果物联网公司希望在当今不断发展的市场中保持领先地位，他们将需要在基础 Matter IoT 无线协议（包括蓝牙、Thread 和 Wi-Fi）方面拥有深入的专业知识。那么，无论协议如何，究竟如何实现物质互操作性呢？答案可能在于桥接。

什么是桥接以及为什么需要它

由于现有的非 IP Zigbee、Z-Wave 和其他无线 IoT 协议的安装基础庞大，无线共存是必要的，而且极其复杂。目前市场上有超过 2100 种经过认证的非 IP 智能家居产品，支持广泛的应用。随着 Matter 标准的发展，这些设备将需要桥接以确保与新协议的兼容性。

使用 Zigbee 或 Z-Wave 的产品（例如飞利浦 Hue 灯泡、SmartThings 传感器、响铃报警系统和 Ecobee 恒温器）已在世界各地的货架和家庭中上市，但目前与 Matter 不兼容。一般来说，将 Zigbee 和 Z-Wave 设备连接到 Matter 将涉及更新现有集线器或添加支持新协议的新桥。

开发人员需要一种方法将 Matter 连接到这些设备，并将当今现有的智能家居设备带入未来，以便消费者可以通过现有产品享受 Matter 的优势。尽管一些公司可能会选择在满足闪存和 RAM 要求的情况下现场升级其终端设备，但对于物联网提供商来说，将现有的传感器网络与 Matter 网络连接起来将是更明智的选择，因为这将为用户提供更直观、更直观的体验。更轻松的体验。

值得庆幸的是，越来越多的物联网公司计划推出桥接产品，以帮助支持已部署的 Zigbee/Z-Wave 产品和较新的 Matter 产品，这些产品使用低功耗蓝牙 (LE) 进行调试并在 Thread、Wi-Fi 和以太网协议。让我们仔细看看 Matter 桥是如何工作的。

物质桥如何工作

Matter 桥接器的工作原理是将连接扩展到 Matter 结构中的非 Matter IoT 设备，并允许消费者继续使用现有的非 Matter 设备（例如 Zigbee 和 Z-Wave 设备）以及新的 Matter 设备。该桥使用各自的协议（例如 Zigbee、Z-Wave 或蓝牙）连接到每个设备，然后将它们之间的消息转换为它们都能理解的 Matter 协议。

因此，当一个设备向另一设备发送消息时，网桥会拦截该消息，将其转换为 Matter 协议，然后将其发送给接收设备。然后，接收设备将消息转换回其自己的协议，并相应地对其进行操作。

从本质上讲，Matter 桥充当使用不同通信协议的智能家居设备之间的中介。它使设备能够无缝地协同工作，无论它们使用什么协议。这对于消费者来说尤其重要，因为他们可能拥有来自不同制造商、使用不同协议的智能家居设备。

通过 Matter 桥，他们可以将所有设备连接到单个网络，并通过单个应用程序或平台控制它们。下图显示了 Thread 网络和 Matter 结构之间的连接，以及 Matter 与使用桥接设备的 Z-Wave/Zigbee 等非 Matter 网络之间的连接。

图源：Silicon Labs

Matter胜过Thread

为了能够通过 Thread 连接到 Matter，许多智能家居设备制造商正在构建同时支持 Thread 和 Matter 协议的边界路由器。这些设备被设计为充当基于 Thread 的智能家居设备和基于 Matter 的设备之间的路由器，使它们能够相互通信。

Thread 与其他桥接器和集线器的独特之处在于它能够内置到其他设备中，因为它是基于 IP 的。IoT 提供商正在构建各种硬件设备，这些设备将充当与 Matter 兼容的 Thread 边界路由器，例如智能家居集线器、智能扬声器、智能锁和智能照明，为用户提供跨现有 Matter 和非 Matter 设备的无缝互操作性。

总体而言，任何同时支持 Thread 和 Matter 的设备都有可能充当这两种协议之间的边界路由器。随着 Matter 的日益普及，我们可能会看到越来越多的设备同时支持 Thread 和 Matter。

此外，还可以将 Thread 边界路由器功能与 Matter Bridge 结合起来，以在单个集线器中支持 Matter Thread 和非 Matter 设备。事实上，一些公司已经在采取措施来实现这一目标。例如，Silicon Labs 最近发布了功能齐全的 Unify 软件开发套件 (SDK)，为 Matter 到 Zigbee 和 Matter 到 Z-Wave 以及连接到 Matter Thread 设备提供桥接解决方案。

图源：Silicon Labs

Unify SDK是一个软件网络，可简化 IoT 基础设施开发，包括基于应用处理器的终端产品、网关、集线器、网桥和接入点。每个 Unify SDK 组件都针对基于 Dotdot 的统一语言实现了消息队列遥测传输 (MQTT) 接口，这是一种简单的消息传递协议。因此，它是一个模块化、可扩展、轻量级且定义良好的系统集成接口。

尽管 Unify SDK 本身在 Linux 上运行，但它的架构是为了可移植性。Unify-Matter 桥应用程序是 Unify SDK 的一部分，基于 CSA 的 Matter Bridge 应用程序软件。该应用程序在 Matter 协议接口上接收 Zigbee 集群库 (ZCL) 命令，转换为统一控制器语言数据模型，并发布到 MQTT 接口。

改善未来智能家居的连接性

通过使用 Thread 作为物联网设备的底层无线协议，并通过边界路由器添加 Matter 支持，物联网提供商可以更轻松地创建协同工作的设备互联生态系统。那些没有本机 Matter 支持的设备仍然可以通过 Matter 桥与 Matter 进行互操作。

这种方法使消费者能够从更广泛的设备和制造商中进行选择，同时仍然确保兼容性和易用性。随着行业的不断发展，我们预计会看到更多支持 Thread 和 Matter 的设备，从而比以往更轻松地创建无缝连接的智能家居体验。