智能家居互联难题与Matter协议的破局之道

大多数消费者在选购智能家居产品时，往往不会深究其技术原理，而是更关注实际性能与核心体验。然而，由于物联网生态的互联互通尚未完全成熟，用户难免遇到以下困境：当你想实现全屋组网时，不兼容的无线协议或软件生态迫使你只能选择特定品牌的产品；或者智能家居设备接入后仅能提供不完整的体验，所谓的无线智能控制，最终沦为了手动操作。

对于亚马逊、谷歌和苹果等致力于构建智能家居生态与平台的大型企业而言，它们的重点在于生态建设，并同时提供优质的用户体验。在此背景下，Matter协议在国际舞台上的出现，似乎为改善生态碎片化问题提供了解决方案。Matter通过IP协议的标准化，使不同无线协议能够协同工作。那么，平台方、芯片厂商及智能家居厂商为何纷纷押注Matter这项技术？Matter又能为智能家居带来哪些全新体验呢？

Matter协议的进展如何？

尽管Matter的概念已传播超过两年，今年的CES上也有众多智能家居厂商展示了相关产品，但我们似乎仍未看到Matter产品的正式上市。有些产品外观或包装上可能印有Thread的Logo，但Matter的认证标识却无处可寻。对于当下就想购买智能家居产品的消费者来说，Matter究竟还有多远？

Matter Logo / CSA

实际上，早在Matter协议正式启动之前，CSA连接标准联盟的成员就已积极参与相关研发工作。例如恩智浦和乐鑫等公司，在Matter技术工作组和认证工作组中担任重要角色，并致力于OpenThread等开源技术。Matter的正式发布确实有所推迟，但如今已有了明确的发布时间窗口。Matter协议标准以及产品认证标准计划均计划在2022年上半年完成。这也是为何智能家居厂商纷纷选择在今年CES上预热新品——Matter的到来已近在咫尺。

与此同时，如果你已经购买了支持Thread协议的设备，也无需担心被Matter生态抛弃。目前支持Thread协议的设备在硬件上理论上具备支持Matter的条件，只需等待厂商通过软件OTA升级，即可在未来兼容Matter。

多协议支持下的Matter生态

恩智浦近期推出了单片式三频无线解决方案IW612，可同时支持Wi-Fi 6、蓝牙5.2和802.15.4协议。IW612为Wi-Fi和蓝牙/802.15.4子系统集成了专属CPU和内存，能够实现实时的独立协议处理。此外，IW612集成了关键的射频前端组件，包括+20dBm的功率放大器，对于智能家居厂商而言，这能显著降低BoM成本，并缓解供应链带来的挑战。

IW612内部框图 / 恩智浦

恩智浦大中华区无线连接高级市场经理邢国锋表示，基于IW612芯片设计的产品主要以边界路由器和智能中控的形态存在于智能家居网络中，能够同时支持Wi-Fi与Thread无线连接。无论支持Matter协议的节点设备使用Wi-Fi还是Thread，均可实现互相实时通讯。这意味着Matter-over-Wi-Fi的产品可以控制和监测Matter-over-Thread设备，反之亦然，从而实现无缝互操作性。通过芯片内置的多无线共存设计，IW612还大幅提升了无线连接的高可靠性、低延迟以及服务质量保证，显著改善了产品性能和用户体验。

恩智浦大中华区无线连接高级市场经理 邢国锋 / 恩智浦

邢国锋进一步指出，像IW612这样的多协议芯片与单独支持Thread的芯片在面向的产品形态上有所不同。后者主要面向低功耗节点设备，而多协议芯片则主要用于智能中控设备，例如智能音箱、智能家庭网关等。

与此同时，邢国锋表示，在Matter的网络拓扑结构体系中，有一种重要的产品形态——Bridge（桥接），它能够在Matter和非Matter网络之间进行协议转换。通过桥接，两个网络可以实现互联互通，从而向前兼容Zigbee等其他非Matter网络。这不仅保护了用户现有网络设备的投资，也为系统网络的逐步升级提供了可能。

Zigbee的未来何去何从？

作为主攻无线连接技术的芯片原厂，乐鑫去年推出了集成IEEE 802.15.4和Bluetooth 5 (LE) 技术的SoC ESP32-H2。该芯片搭载了RISC-V 32位单核处理器，主频高达96MHz，内置256KB SRAM，同时还集成了DC-DC转换器，非常适合构建基于Matter协议的低功耗智能家居设备。

ESP32-H2 / 乐鑫

尽管该芯片仅支持蓝牙和IEEE 802.15.4协议，乐鑫并未放弃其Wi-Fi系列芯片对Matter的支持。旗下多款芯片系列均已支持Matter，包括ESP32、ESP32-C3、ESP32-S3、ESP32-C2等。基于ESP32-H2和其他Wi-Fi系列SoC，乐鑫能够提供全功能的Matter协议解决方案，包括使用Wi-Fi或Thread连接的终端设备，以及利用SoC组合搭建的边界路由器。

那么，在智能家居大力推广Matter的背景下，Zigbee将何去何从？像乐鑫ESP32-H2这样同时支持两大协议的产品，是否会在性能上存在差异？乐鑫在接受采访时表示，ESP32-H2在支持Thread和Zigbee协议时，硬件性能表现没有明显差距，其底层均基于IEEE 802.15.4。Thread是基于IP的低功耗Mesh网络协议栈，主要解决连通性，需要配合上层应用协议（如Matter、HomeKit等）使用；而Zigbee则定义了完整的网络和应用层协议。

Matter-Zigbee桥接解决方案 / 乐鑫

更何况Matter原生支持桥接机制，因此即便是蓝牙或Zigbee等非Matter设备，也可以通过Matter协议中的桥接功能与Matter设备实现互联协同。乐鑫已提供完整的Matter-Zigbee和Matter-BLE Mesh桥接解决方案，并提供全功能的软件SDK支持。

以Matter与Zigbee设备的桥接为例，其实现方式仅需将一颗Wi-Fi芯片和一颗802.15.4芯片通过UART或SPI等串口相连；而Matter-BLE Mesh桥接设备则只需一颗同时集成Wi-Fi和Bluetooth LE的单芯片即可完成。

常见问题解答

• 问：现在购买的Thread设备将来能支持Matter吗？
  答：可以。目前支持Thread协议的设备理论上具备支持Matter的硬件条件，只需等待厂商发布软件OTA升级即可。
• 问：Matter产品什么时候能正式买到？
  答：Matter协议标准和产品认证计划均计划在2022年上半年完成，届时相关产品会陆续上市。
• 问：家里已有的Zigbee设备还能用吗？
  答：能。Matter支持桥接（Bridge）机制，可以通过桥接设备将Zigbee等非Matter网络接入，实现互联互通，保护现有投资。
• 问：Matter需要专门买新路由器吗？
  答：不一定。Matter兼容Wi-Fi和Thread，现有的支持Wi-Fi的路由器即可使用Matter-over-Wi-Fi设备；如果需要Thread设备，则需要边界路由器（如智能音箱、网关等）支持。

小提示

• 注意：购买智能家居产品时，可以优先选择标注“支持Matter”或“支持Thread”的设备，未来通过OTA升级即可加入Matter生态。
• 注意：如果你打算构建全屋智能，建议选择支持多协议（如Wi-Fi、Thread、Zigbee）的中控网关或边界路由器，以便兼容不同协议设备。
• 建议：芯片厂商如恩智浦、乐鑫已推出多协议芯片，智能家居厂商可基于这些芯片快速开发符合Matter标准的产品，降低研发成本。

结语

从上文可以看出，各大厂商为何全力推进Matter技术。对于智能家居平台来说，一味追求专有技术只会造成生态割裂，而Matter不仅不会损害其利益，反而能打开更大的市场。对于芯片厂商而言，提供最全面、最优质的连接能力才是赋能智能家居产业的关键——即便没有Matter，它们也会不断追求更强的互操作性。

对于智能家居厂商来说，2022年或许是至关重要的一年。Matter为实现智能家居设备的互联互通提供了全新思路。不过，在实际应用中，仅仅支持Matter还远远不够，必须针对Matter持续优化性能和用户体验，届时才能真正称得上是全屋智能。