Matter学习笔记（2）——数据模型和设备类型
一、设备数据模型
Matter 中的设备具有明确定义的 数据模型(DM)，它是设备功能的分层建模。使用 属性(Attribute)、命令(Command) 和 事件(Event) 的概念描述 Matter 节点支持的远程操作，并分组为称为集群的逻辑块。Matter 应用集群规范中包含的集群具有明确定义的范围和行为，以确保不同供应商开发的 Matter 节点之间的互操作性。集群可以是抽象的，这意味着它可以作为多种设备类型的基础，以减少向 Matter 引入新产品类别的时间和成本。
此层次结构的顶层有 设备(Device)。
1.1 节点和端点
所有设备（包括智能手机和家居助理）都由一个或多个节点 节点 组成。节点是网络中唯一可识别且可寻址的资源，用户可以将其视为整个功能。Matter 中的网络通信源自和终止于节点。
节点是 端点 的集合。每个端点都包含一个功能集。 例如，在语音控制门锁设备中，一个端点可以包括用于操作门锁的功能集，而另一端点可以包括用于处理温度传感器的功能集，而另一个端点与实用程序（例如设备 OTA）相关。
注意：端点 0 始终保留给 Matter 的实用程序集群。这是每个 Matter 设备的唯一强制端点。其中包含端点的服务功能，例如发现、寻址、诊断和软件更新。
节点角色 是一组相关行为。每个节点可以有一个或多个角色。节点角色包括：
- Commissioner：执行调试的节点。
- 控制器：可以控制一个或多个节点的节点。例如 Google Home app (GHA)、Google Assistant 和 Google Nest Hub (2nd gen)。某些设备类型（例如开/关灯开关）具有 Controller 角色。
- 受控方：可由一个或多个节点控制的节点。大多数设备类型都可以是控制方，但具有“控制器”角色的某些设备类型除外，例如开/关灯开关。开/关灯开关只能是控制器。不能是被控制方。
- OTA 提供方：可以提供 OTA 软件更新的节点。
- OTA 请求方：可以请求 OTA 软件更新的节点。
1.2 集群
详细内容查看：Application Cluster Specification
端点由一个或多个集群组成，这些 集群 对属性、命令和事件进行分组，这些属性、命令和事件共同构成了一组中的每个功能。例如智能插座上的“开启/关闭”集群，或可调暗的浅色端点上的“级别控制”集群。
一个节点可能还有多个端点，每个端点都会创建一个功能相同的实例。例如，灯具可以单独控制各个灯，或者电源板可以对各个插座进行控制。
1.2.1 客户端和服务器
集群可以有以下类型：
- 服务器： 负责保存属性、命令和事件的值。
- 客户端： 负责与其他服务器集群进行交互，从而执行以下操作：
- 读取和写入服务器属性。
- 读取服务器事件。
- 调用服务器远程命令。
虽然数据模型在节点内是分层的，但节点之间的关系不是。Matter 中的节点没有垂直的控制器/外围设备或主/从关系。相反，关系是水平关系：任何集群都可以是服务器或客户端。因此，就不同的集群和功能而言，节点可以既是服务器又是客户端。
例如，我们可能有两个台灯：节点 A 和 节点 B。这两个节点都实现了开/关灯设备类型。此设备类型包含一个开启/关闭服务器集群，用于控制其各自的物理光输出。
不过，与典型台灯一样，我们的实体设备还会包含用于本地开/关的开关设备类型。此设备类型必须实现开启/关闭客户端集群，以便控制服务器集群。
1.2.2 描述符集群（Descriptor Cluster）
这是存在于每个节点的 Server Cluster，它用于描述节点信息，这个节点可以是一个Endpoint，也可以是多个Endpoint的组合；
每种设备类型都需要实现描述符集群。根设备类型在端点 0 上定义。读取其描述符集群可让客户端了解遍历所有可用端点树并执行适用的操作。
调试器或控制设备（如手机或集线器）可以使用在描述符集群上找到的信息对设备（灯、开关、泵、温控器）以及该设备的特定实例实现的特定功能进行建模，从而向用户显示正确的界面。
其中描述了端点及其属性以下枚举：
- 设备类型（DeviceTypeList）： 是端点支持的设备类型以及相应修订版本的列表。它必须至少包含一种设备类型。
- 服务器列表（ServerList）： 列出了端点中的集群服务器。
- 客户端列表（ClientList）： 列出了端点中的集群客户端。
- 其他端点，称为零件列表（PartsList）： 包含用于实现此设备类型的端点列表。
端点 0（根节点）的PartsList包含设备本身以外的所有端点（端点 0）。
其他端点的PartsList通常为空。例如，温度传感器会强制要求运行温度测量服务器集群，而不需要任何其他配置。
其他设备类型可能采用由多个 Device Type 实例的树结构组成。例如，视频播放器设备类型可以由电视、视频播放器、音响设备和不同的内容应用设备类型组成，每种类型位于不同的端点上。
1.3 属性
属性 是表示物理量或状态的数据实体。它们存储在 Matter 设备的内存中，但也可以根据需要动态计算。例如级别控制集群的当前级别属性。属性可定义为不同的数据类型，例如 uint8、字符串或数组。
1.4 命令
除了属性之外，集群还有命令。命令 是可用于触发其他设备上某些行为的操作。例如在门锁设备中，锁门命令可用于在物理设备上触发此类操作。命令可以生成响应和结果；在 Matter 中，此类响应也被定义为反向执行的命令。
1.5 事件
最后，集群还可能包含事件。事件 是一种传达设备状态更改的特殊属性。它们也可以被视为设备状态转换的记录。属性表示当前状态，而事件是过去的日志，包含单调递增的计数器、时间戳和优先级。 它们能够捕获状态转换，以及不易用属性实现的数据建模。
二、设备类型
详细内容查看：Device Library Specification
Matter 设备类型是一个或多个端点的正式定义的要求集合。设备类型旨在确保市场上不同设备品牌的互操作性。
所有设备类型均在设备库规范中定义，该规范可从CSA 规范下载请求页面获取。每个设备类型定义由以下元素组成：
- 设备类型 ID
- 设备类型修订
- 一个或多个强制集群，包括每个集群的最小修订版
设备库规范中的设备类型定义可能会随着时间而改变。使用设备类型修订值（最初设置为 ）来跟踪更改。更改不会改变设备的工作方式，而只会改进其功能。
设备类型可以需要其他设备类型来进行组合，从而使其成为组合设备类型。例如强制性集群之外，端点还可以实现其他集群，包括设备类型的一个或多个可选集群，甚至是不属于设备类型的集群。
• 由 Leung 写于 2023 年 11 月 9 日
• 参考：设备数据模型 | Matter | Google Home Developers
nRF Connect SDK - Matter
实例刨析，沉浸式掌握Matter重要概念
【Matter】Matter学习笔记1