esp-matter 学习

一. matter 是什么？

Matter 是由 CSA 连接标准联盟 (Connectivity Standards Alliance) 发起，多家行业领先公司联合推出的智能家居互联协议， 它是一个智能家居开源标准项目，旨在开发、推广一项免除专利费的新连接协议，以简化智能家居设备商开发成本，提高不同厂商智能家居产品之间的兼容性。2021年5月11日，CHIP协议更名为Matter协议，ZigBee联盟也更名为连接标准联盟（Connectivity Standards Alliance），CHIP协议从原来的基于IP来通讯，变成了以太网、Wi-Fi、Thread、BLE以及Zigbee多协议共通的Matter协议。

二. matter 的优势

1）用户角度

对于终端用户来说，Matter 可以让他们的智能家居使用体验更加自然、舒适。

2）没有生态壁垒

在 Matter 推出之前，每家设备厂商生产的智能家居设备只能通过自己的 App 控制，无法和其他生态设备互联。但通过 Matter 协议，所有支持 Matter 的 App 和硬件设备均可轻松无缝互联，协同工作。

目前，亚马逊、苹果、谷歌和三星等公司均已宣布支持 Matter。这意味着我们日常生活中常见的智能设备控制终端（如 iOS/安卓手机、语音助手、智能音箱等）均将支持 Matter 协议。用户甚至不需要单独的 Matter 设备 App，就可直接控制 Matter 设备

3）更加自动化

Matter 允许设备间直接进行高效的通信，整个过程无需特定的转发设备。例如，Matter 智能开关或传感器可以直接打开/关闭 Matter 灯泡，而无需借助任何 App、云或其他特别操作。一旦完成配置，Matter 设备间的通信和控制都会直接在本地局域网络中实现。

4）没有通信壁垒

Matter 协议可以让多种支持 IP 网络的设备协同工作，如 Wi-Fi 和 Thread/802.15.4 设备。您的手机通过 Matter 协议可以控制所有上述设备。

举个例子，您可以将一个 802.15.4 传感器设置为无需通过 App 或云，就直接打开/关闭一个 Wi-Fi 灯泡。当然，它也支持您通过手机 App 进行控制。Wi-Fi 和 Thread 设备之间通信时需要一个可以同时支持 Wi-Fi 和 802.15.4 协议的“Thread 边界路由器”，它可以让设备在两个网络之间进行通信。

5）更多生态系统

智能设备厂商通常还会同步推出生态系统，为终端用户提供更多功能。Matter 的出现使设备厂商能够以更低的成本支持多个生态系统。也就是说，一款 Matter 设备可以同时支持来自自家和其他厂商的多种生态系统。此外，它还可以降低设备厂商适配多种手机操作系统或语音助手的投入，集中精力为终端用户提供更多创新功能。

6）更安全

Matter 也定义了由多家行业领先公司共同发起、开发、验证的安全机制。这意味着通过 Matter 认证的设备也具有出色的安全性能。

总而言之，Matter 可以帮助智能设备实现无缝集成，推动智能家居系统的普及，为物联网领域的长期发展带来更多可能性。

三、乐鑫 Matter 设备平台方案

1）Matter 基于 ip 的协议拓扑结构，1.0 发布的时候支持 Wi-Fi、Thread、Ethernet 。

2）拓扑结构不需要云，这个也是 matter 的特性， 是针对家庭局域网本地通信的， 不需要云的数据转发来进行设备互联

3）Wi-Fi和 thread 进行通信，需要一个 Thread Router  Border，其实就是一个路由器，主要时通过 ip 层连接 Wi-Fi和 Thread ， 进行数据的转发，不做应用层数据处理。

4）Bridge 主要是将非 Matter 设备来和 Matter 设备进行互联， 比如 zigbee ， ble mesh 和 matter 设备互相通信。

1）支持Wi-Fi的SoC和模块，如ESP32、ESP32-C和ESP32-S系列可用于构建Matter Wi-Fi设备。

2） 带有802.15.4的ESP32-H 系列芯片可用于构建Matter Thread设备。

3）ESP32-H 系列和我们的Wi-Fi soc 有效地结合，可以建立一个Thread Border Router来连接Thread网络和Wi-Fi网络。我们提供硬件开发包、参考设计和可生产的SDK， 支持Matter最新的Thread 1.3功能。

4）我们还提供 Matter-Zigbee 和 Matter-BLE Mesh 桥接解决方案，使基于Zigbee、Bluetooth LE Mesh和其他协议的非 Matter 设备能够连接到 Matter 生态系统。Matter-Zigbee 桥接使用 ESP32-H 和另一个 Wi-Fi SoC，而 Matter-BLE Mesh 桥接可以在一个具有 Wi-Fi 和蓝牙接口的 SoC 上完成。

四. 软件开发平台

esp-matter ， 基于乐鑫的esp-idf 开发框架和 connectedhomeip 官方的 SDK。

开发资料：GitHub - espressif/esp-matter: Espressif's SDK for Matter

环境搭建：Programming Guide - ESP32 - — Espressif's SDK for Matter main documentation

五、常见问题

1） 虚拟机下使用chip-tool 和 app 进行调试联网时遇到如下问题？

虚拟机 不方便使用 BLE，建议客户用 带蓝牙的主机 来使用 CHIP-TOOL 工具。

CHIP-TOOL 的手机 APP 功能没有 CHIP-TOOL 命令行工具功能齐全，并且维护的比较慢，推荐使用 chip-tool 命令行工具。

2）Matter 设备的证书认证流程是怎么样的，是预烧录到芯片模组侧的吗？

在开发和测试的过程中，设备证书 (Device Attestation Certificate, DAC) 可以用 Matter SDK 的测试证书进行开发和测试。Matter 产品上市需要拥有正式的设备证书，这些设备证书需要由经过 CSA 严格审查的 Root CA 签发。在 Matter 中，Root CA 也称为 PAA (Product Attestation Authority)。

获取设备证书有如下几种方式：

使用经过 CSA 严格审查的第三方机构所提供的 CA 服务获取；

自己 Device Attestation (DA) PKI 并经过 CSA 严格审查；

使用芯片平台厂商提供的服务。

乐鑫也能够为各类客户提供相关的设备证书和认证支持，以及预烧录服务。我们会在后续的研讨会中对此进行专题讲解。

3）不具备 IP 能力的设备比如 Bluetooth LE、Zigbee 等设备怎么接入 Matter 网络？

不具备 IP 能力的非 Matter 标准设备需要通过 Matter 桥接设备接入 Matter 生态。Matter 桥接设备负责完成 Matter 协议和非 Matter 协议间的转换，并根据地址映射，完成 Matter 标准设备与非 Matter 设备的互联互通。