探索Matter——Matter的优点二:Thread 无线电协议

Matter的发明者将 Thread 无线电协议设想为继 LAN(以太网)和 WLAN 之外的第三种连接技术。它不像 Z-Wave 或 Zigbee 那样出名,但具有类似的优点:

  • 线程发送和接收需要很少的能量。这对于电池供电的设备(例如运动探测器、散热器恒温器和门/窗触点)特别有利。
  • 线程是启用网格的。设备相互建立无线电连接。连接到电源线的产品(例如灯和适配器插头)也可用作中继器,并连接更远的设备,否则这些设备将失去联系。

网状网络

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这些设备在它们之间构建了一个网状无线电网络

术语“网格”源自英语,意思是编织物或格子织物。她提到网状网络中的无线电波像针织毛衣的针迹一样相互连锁。参与者被赋予不同的任务。每个 Thread 安装中都包含三种类型的设备:

  • 终端设备没有支撑功能;可以说,它们挂在一根线的松散端上。这些通常是电池供电的组件,例如能源需求有限的智能家居传感器、按钮或控制器。终端设备仅在必要时发送和接收,这延长了其电池寿命。
  • 路由器将无线电信号转发到 Thread 网络中的其他设备。同时,他们将其放大以增加范围。安装的每个路由器都使网格更加坚固和稳定。为了让它能够完成这个任务,它必须随时准备好发送和接收。这就是路由器通常有电源连接的原因。该类别的典型代表是照明设备,例如 LED 灯或插座适配器插头。
  • 边界路由器连接到家庭 WiFi 路由器的 IP 网络。这意味着 Thread 设备也可以从智能手机或通过互联网访问。每个 Thread 家庭中至少有一台边界路由器,但可以安装多于一台。它们不会互相干扰,因为网络会自动将责任分配给其中之一。有关此内容的更多信息,请参阅文章什么是线程边界路由器?

边界路由器

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像 HomePod mini 这样的设备也可以充当边界路由器

从表面上看,线程边界路由器类似于其他无线系统中的网桥。例如,Philips Hue 通过网桥将其 Zigbee 网络连接到路由器的 IP 网络。宜家为此设有 Trådfri 网关。然而,在实践中存在差异:边界功能被集成到其他支持线程的设备中。这样就无需安装独立的无线电桥。

一些制造商已经开始 – 或者至少宣布 – 使其产品可用作边界路由器:

  • 亚马逊通过软件更新使其第四代 Echo 支持线程。这使得它也适合作为边界路由器,可以在已安装的 Thread 产品和家庭网络之间建立连接。
  • Apple已相应配备了HomePod mini、第二代HomePod (2023 年)以及自第三代(2021 年)以来的Apple TV 4K 。它们可以充当 HomeKit 的边界路由器,现在也可以充当 Matter 设备的边界路由器。
  • Eero正在将 Border 功能集成到其Eero ProEero 6Eero 6 Pro Wi-Fi 网状系统中。从操作系统版本 3.7.0 开始,可以在 Eero 应用程序设置中激活 Thread(链接)。
  • 谷歌宣布其第二代 Nest HubNest Hub Max及其Nest WiFi网状系统为边界路由器。相应的软件更新已于2022年12月推出
  • Nanoleaf为其ElementsLinesShapes产品线配备了边框功能。灯板和 LED 元件的 WLAN 控制器将来将与家庭网络建立联系(链接)。

随着Thread产品的日益普及,边界路由器的数量将不断增加。理论上,该功能可以安装在各种设备中——从无线灯到智能家居中心再到 WLAN 路由器。乐观者预计,在某个时候,每个家庭都会至少拥有一台这样的设备。这将使线程网络像 WLAN 一样普遍——这是安装Matter产品的理想条件。

通过蓝牙调试

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可以通过蓝牙设置合适的 Thread 产品

Thread 网络中的设备可以通过边界路由器从智能手机访问,并且可以通过应用程序进行配置。但还有第二种方法来安装并投入运行。Thread 标准提供了蓝牙无线协议。

灯具或适配器插头等产品可以配备支持蓝牙和 Thread 这两种标准的双无线电芯片。然后,智能手机使用通用蓝牙协议建立连接。它配置新设备并将其添加到现有的线程网络中。如果还没有这样的网络,智能手机还可以充当互联网的网关,例如下载和安装新固件。

安装后,边界路由器将接管这些任务。线程网络是自我管理的,不需要进一步关注。如果单个节点发生故障,网格中的其他节点将接管其功能。从某种意义上说,网络可以自我修复并自动消除出现的任何差距。

(本文转载自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。)

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