据csa联盟官网的新闻称,“经过多次延误和进程变更,matter协议将于今年秋季推出,以赶上 2022 年假日购物季。起初将有七种智能家居设备能够采用matter协议,并贴上matter的logo。”
虽然matter标准的发布已多次延期,但人们对它的热情却丝毫不减。毕竟它将带来的是一场史诗级革命,不仅对现有的通信协议造成影响,还将改变芯片、终端设备制造市场的格局,也会加剧平台服务商之间的竞争。具体情况将如何发展,产业链上各企业又在如何筹备,请随笔者一同往下看看吧。
协议上的协议,简单了解matter
早在2014年7月,擅长开放生态的谷歌就察觉了智能家居可能产生的割裂问题,于是在收购当时智能家居界小有起色的nest后,便开发了基于ip协议的传输层/网络层协议——thread。同时联合苹果一起推广。由于thread没有定义应用层标准,于是两家便以各自的生态建立了平台,谷歌的叫openweave,苹果的叫homekit。
随着thread市场占有率逐渐升高,同其他通信协议如zigbee等又有了割裂。于是zigbee联盟为提高thread和zigbee的互操作性,推出了dotdot标准——基于thread和zigbee之上的应用协议,dotdot的别名为zclip(zigbee cluster library over ip)。
但随着wi-fi、蓝牙,z-wave等通信协议的逐渐强大,不可避免的割裂再次出现。于是在2019年12月,谷歌和苹果一同加入了zigbee联盟,联合zigbee联盟共同推广新的基于ip的协议,也就是 chip(connected home over ip)工作组,第一波讨论和支持的协议分别是wifi,thread,zigbee,bluetooth。
后来,2021年5月chip工作组更名为matter,zigbee联盟改名为csa(connectivity standards alliance),大力推广matter。以上便是matter的起源,从整个过程也能看出,为解决智能家居的割裂,各技术联盟都在发力,但需要顾及的不仅是技术,重要的还是场景和市场。
说完matter的起源,可以说一说matter如何基于ip实现互联。
matter协议架构(图源:matter白皮书)
如上图所示,matter处于所有通信协议之上。工作方式为,设备通过蓝牙加入到matter网络中,通过wi-fi组成星型网络(或thread组成mesh网络)实现互联,还能通过网桥连接到其他协议的设备(如zigbee和z-wave)。也可见,matter未来还将支持更多网络层协议。
对通信协议的集成,填补应用层空缺
在智能家居市场,通信协议的多样化反而造成了场景割裂,以wi-fi、thread、zigbee、蓝牙来说,应用层协议的缺失问题早已是互联之路上的重大障碍。而matter作为应用层协议,将不仅能集成各网络层协议,还可为各协议的发展带来积极影响。
matter与各通信协议关系(图源:matter官网)
wi-fi由于与互联网接壤,在互联网时代已发展成为智能设备的标配,又因为其本身就是基于ip协议的技术,对于支持matter便是顺理成章。但在物联网领域里,尤其是智能设备的互联中,wi-fi在应用层一直未得到统一,虽然http、coap、mqtt已被广泛应用,但均为通信层面的标准。如今在物联网领域被收入matter的麾下,能更好地发挥自身优势。
thread相比zigbee和z-wave而言,拥有去中心化mesh网络、基于ipv6协议、更安全、兼容性更强、支持更多设备等特点。基于此,国外很多巨头纷纷入驻thread联盟。但是技术上的优点并没有帮助thread快速进行产品化落地,在国外还能看到一些厂商的thread产品,在国内则寥寥无几。其原因也是应用层缺乏统一的标准,虽然有google weave这样的应用层支持,但仍旧缺点火候。
如今matter协议的支持将给thread带来翻身的机会。thread可以利用基于ip的优点,轻松接入matter网络,实现产品间的互操作。同时,thread将可能开始撬动同类zigbee,z-wave等协议在智能家居系统中的地位。国外有谷歌、亚马逊、苹果生态的支持,可能发展得更快。但国内则需要一定的时间,尤其在生态上,比如目前智能家居应用最广泛的b端精装房市场,几乎已把zigbee协议作为行业标准。
thread工作原理示意图(图源:thread联盟)
zigbee由于作为系统技术,需要通过网关实现集体管控,在此层面上与wi-fi、蓝牙等单品化产品的协议有较大差别。不过zigbee却希望搭载该技术的产品能插电即用,以单品化产品提供服务。而matter协议则给zigbee设备的单品化带来了可能,并附带更大的互操作空间。zigbee设备可通过桥接设备接入到matter网络,进而实现同其他通信协议下产品的互联。
zigbee等协议通过桥接设备接入matter网络
值得一提的是,matter并不会对各通信协议造成打压,也不可能替代,据专业人士介绍,其理念是将各协议集中在一个共享的保护伞下,通过规范来利用每种通信协议的优势。
要想使之成为现实,更重要的是硬件层面的支持。虽然matter不必依赖于特定的频谱或芯片集,但芯片却能将几种技术集成,简化终端设备的制造。只是作为上游的芯片厂商一旦变动,中下游的格局也将随之发生变化,这一变化带来的收益如何,也值得进行分析。
改变智能家居市场格局
产业链上各企业再发力
根据abi research预测,matter协议将在2022年秋季得到批准并发布,兼容matter的智能家居设备和电器将于2022年第四季度首次大规模上市。
这其中少不了智能家居产业链上中下游企业的支持。目前领先的芯片供应商正在通过集成802.15.4协议提供新的多协议支持,以单芯片支持多种无线协议推动智能家居市场的matter转型。同时,终端设备厂商也正重新思考产品的设计、制造和生命周期管理。一方面要提供集成的连接、处理、安全硬件和软件,另一方面还要提供服务和基础设施,以简化设备的创造和管理。
部分支持matter芯片厂商soc芯片
上游芯片厂商面临挑战。在matter功能的需求、协议支持、可扩展性、cpu开销以及额外的设备功能等方面,都需要芯片厂商设计更符合其标准的芯片。从更广泛的意义上说,芯片厂家需重新思考matter对无线soc芯片的需求。
新的无线soc不仅需要考虑matter配套本身带来的开销,还需要考虑matter将给智能家居设备带来的价值。据业内人士介绍,语言识别,视频接入和ai边缘计算都给matter应用落地提供了强有力的动力,芯片产品roadmap需要与时俱进。当产品在满足需求并有额外价值时,大量订单也将随之而来。
中游平台服务商悲喜不一。在matter落地之时,亚马逊、苹果、谷歌和小米等主要智能家居平台服务商将通过管理,控制,部署matter设备,推动智能家居平台市场革命。并在对更多智能家居设备的管控中获益,成为优质产品的“搬运工”。这些平台将着重在网络功能,比如配网、安全性、隐私性、功能上进行pk。
但对于前期已发力拿下大部分市场的平台而言,不得不面对众生平等的结果,与其他平台到同一起跑线竞争。比如拿下国内大部分市场的米家和新晋平台绿米,虽然绿米由小米“孵化”而来,并且对外称市场定位不同,但如今同为平台服务商,竞争在所难免。
matter所支持终端设备
下游终端设备厂商有得有失。首先是现有产品的升级,打个比方,理论上说thread和zigbee都是基于ieee 802.15.4协议,支持zigbee的设备可也能支持thread,从而更容易支持matter。但是,thread核心是基于ip 协议,对soc的需求较高(需要>128kb ram,>1mb flash),这意味着资源有限的zigbee soc将无法通过固件升级过渡到支持thread,导致传统智能家居客户要么使用新芯片直接进行matter开发,要么着手设计桥接设备来支持matte。
不过,在新产品上,通过支持matter终端设备厂商将能降低成本。据业内人士介绍,在过去,厂商可能需要为不同生态系统的不同产品开发单独的sku (库存单位)。例如,向亚马逊、谷歌、苹果销售的智能开关分别为三个不同的sku,功能相同软硬件却分别独立。但在支持matter后,每个产品只需要一个sku,可以削减开发和生产成本,简化供应链。
但另一方面,由于matter减少了进入市场的障碍,将加剧智能家居设备市场的竞争,随着新玩家进入市场,老牌厂商还需在产品功能、价格和盈利模式作出调整。
最后
据官网发布的相关消息称,matter面向设备还较为基础,且暂未涉及到云连接,短时间内也不太可能扩展到设备间更复杂的交互或控制。也即说明,虽然产业链各端均在积极部署,但出于安全等方面的考虑,终端设备厂商在初期或仍继续使用自家的云连接。不过这也仅是初期情况,随着协议的完善和规范,解决场景割裂才是众望所归。
目前,多方消息均表示,matter 1.0标准将于秋季正式发布,在csa官网的新闻也可见,国外一家名为eve的制造商已上线支持matter协议的产品,正结合homekit处于试点状态。随着协议进一步地规范,matter正式发布也指日可待。
参考资料:
邵乐峰,《智能家居matter认证来势汹汹,多协议无线soc芯片率先走俏》
eagle115,《初识matter(connected home over ip)协议》
科技生活探索a,《详解智能家居新标准matter及其受益者》
来源:物联传媒
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