Matter 技术框架

本文介绍 Tuya 平台以及三方平台的 Matter 方案。

定义

术语	定义
Thread	一种基于 IEEE 802.15.4 的 IP6 低功耗网状网络技术，参考 Thread 规范。
Border Router 边界路由器	一种路由器，也称为边缘路由器，在两个 IP 子网之间（通常是在中心网络和外围网络之间）提供路由服务。
Bridge 网桥	在 Fabric 中，代表一个或多个非 Matter 设备的节点。
Certification Declaration 认证声明	一个数字签名的令牌，用于证明厂商认证设备的 Matter 认证状态。
Cluster 功能集	通过定义一个或多个属性、命令、行为和依赖关系来达成独立的功用或应用功能的规范。这个术语也可以用于端点上该规范的实现或实体。
Access Control List 访问控制列表	Access Control Cluster 中的列表，该列表描述了各条授予访问功能集元素权限的规则。
Administrator 管理员	一个节点，该节点至少对另一个节点的 Access Control Cluster 具有管理权限。
Attribute 属性	表示一个物理量或状态的数据实体，这些数据通过命令与其他节点进行通信。
Commission 配网	将一个节点加入 Fabric。
Manual Pairing Code 手动配对码	一个 11 位或 21 位的数字码，可以手动或语音输入，而不是扫描二维码，其中包含了 Matter 设备配网所需的信息。
Fabric	若干通信节点的逻辑组合，这些节点拥有共同的信任根证书和分布式配置状态。
Device Attestation Certificate 设备认证证书	一个符合 RFC 5280 的 X509 v3 文件，具有可验证的属性。
Onboarding Payload 配网信息	启动设备配网过程所需的信息。
OTA Provider OTA 提供者	实现 OTA 软件更新提供者角色的节点，参考 OTA Software Update Requestor Cluster 定义。
OTA Requestor OTA 请求者	实现 OTA 软件更新请求者角色的节点，参考 OTA Software Update Requestor Cluster 定义。
Product Attestation Authority 产品认证机构	为设备认证运营根证书的实体。
Product Attestation Intermediate 产品认证中间机构	为设备认证运营中间证书的实体。
ProductID(PID)产品标识	一个标识设备的 16 位数字，用来唯一标识某供应商生产的不同型号的产品。参考 Product ID。
Router 路由设备	在网络中与其他路由设备配合提供路由服务的设备。
VendorID（VID）厂商标识	一个用来唯一标识设备厂商的 16 位数字，参考 Vendor ID。

Matter 物模型

Matter 能满足互联互通，其中一个重要的设计是统一了数据模型及交互模型。如下图 Matter 分层，其中 data model 定义了数据模型，interaction model 定义了交互模型。这样不管什么样的设备功能，在 Matter 上都有统一的描述及交互。

该数据模型是 Dotdot 架构模型和 Zigbee Cluster 库规范。如果您对 Zigbee 了解的话，一定熟悉此模型。数据模型定义了节点（Node）、端点（Endpoint）、组，簇（Cluster）、属性（attribue）等，能让设备及上面的功能映射到数据模型上。详细介绍，查看 Matter Core Specification 第七章。

交互模型定义了节点之间的交互、会话和行动，如读、写、命令、上报、事件等。详细介绍，查看 Matter Core Specification 第八章。

标准术语映射

Matter	HomeKit	Weave	Thread	Zigbee	Tuya
Administrator	Admin	Fabric provisioner	Commissioner	Coordinator	Admin
Attribute	Characteristics	Property	-	Attribute	DP
Binding	Event subscription	Subscription	Link	Binding	Device Management
Broadcast	-	-	Broadcast	Broadcast	-
Client	-	Service client	Client	Client	-
Cluster	Services	interface	-	Cluster	DP
Cluster	Trait	Service	-	Cluster	DP
Command	Command	command	Command	Command	DP
Commissioning	Pairing	Pairing	Commissioning	Association	Add Device
Commissioner	Admin	Fabric provisioner	Commissioner	Coordinator	Gateway/Device
Device	Accessory	Device	Device	Device	Device
End Device	-	-	End Device	End Device	Device
Endpoint	Profile	Resource	Interface	Endpoint	Device
Endpoint Address	Device ID	Resource ID	Endpoint Identifier	Endpoint address	Device ID
Fabric	Network	Fabric	Partition	Network	Network
Network Manager	Device / Controller	Nest Service	Leader	Network manager	Network Manager
Node	Accessory	Node	Node	Node	Node ID
Router	-	-	Router	Router	-
Server	-	Serwice host	Server	Server	-
Service Discovery	-	Service directory	-	Service Discovery	-

与实际产品对应

Connectivity Standards Alliance（CSA）联盟文档介绍了支持的设备类型及相关功能，官网下载地址：

• Matter Device Library Specification

• Application Cluster Specification

物模型需要与实际产品对应。开发一款产品，要先在 Matter Device Library Specification 查看设备是否有对应的品类，然后根据支持的 cluster，在到 Application Cluster Specification 查看 cluster 具体支持的相关功能等。

例如，开发一个插座设备。

1. 找到 Matter Device Library Specification 里的 On/Off Plug-in Unit 章节。

   

2. 确认其支持的 cluster。

   

3. 根据支持的 cluster，查找 Application Cluster Specification，这里有对所有 cluster 进行说明。

   例如 on/off 的 cluster，根据 cluster 的 attributes 及 commands 等确认功能。

   

IoT 设备添加方式

非 Matter 的 IoT 设备添加方式

当用户买到常规的智能设备时，通常的操作方法是先下载不同品牌产品指定的 App，完成设备激活后，再绑定三方语音技能和音箱，用户才能开始语音控制。不同品牌之间不能互联互通，需要分别完成技能绑定授权后，在三方 App 平台上实现互联互通。不同协议、不同品牌的产品配网方式不统一，无法跨平台和跨品牌的互联互通。

标准 Matter 设备添加方式

为了解决现有智能设备碎片化、无法互联互通的问题，Matter 推出了一套全新的配网和互操作流程：

用户拿到一款标准的 Matter 产品后，可以选择任意一款 Matter-enabled App 进行扫码添加设备。完成设备添加后，对应的平台就可以开始语音控制，如 Siri，Alexa 和 Google。当设备被一个平台完成添加后，还可以同时分享给其他不同的 Matter 平台，实现共同管理与控制，极大地简化了用户对设备操作的学习成本。

涂鸦 Matter 方案介绍

涂鸦提供云、App 和设备全套解决方案。涂鸦可以作为 Matter full administrator 完成设备的首次配网激活，然后分享给其他三方平台，其他 App 也可以独立完成设备的首次配网。

标准 Matter 设备仅支持扫描设备上的配网二维码进行添加设备的方式，不支持 EZ 或 AP 形式添加设备。涂鸦 App 除了支持标准 Matter 扫描配网的方式，还支持涂鸦方案的 Matter 设备自发现配网。

平台互操作性能力概览

Controller	Tuya 方案的 Matter 设备		非 Tuya 方案的 Matter 设备		Matter 桥接
	Tuya Wi-Fi Matter 设备	Tuya Thread Matter 设备	非涂鸦 Wi-Fi Matter 设备	非涂鸦 Thread Matter 设备	Tuya Zigbee 设备	非涂鸦 Zigbee 设备
Tuya iOS App	支持，No Hub	支持，搭配涂鸦 Matter 网关	支持，No Hub	暂不支持	支持，搭配涂鸦 Matter 网关	支持 Zigbee 3.0 设备，搭配涂鸦 Matter 网关
Tuya Android App	支持，No Hub	支持，搭配涂鸦 Matter 网关	支持，No Hub	支持，搭配涂鸦 Matter 网关	支持，搭配涂鸦 Matter 网关	支持 Zigbee 3.0 设备，搭配涂鸦 Matter 网关
Apple Home App	支持，需要添加 Apple Hub	支持，需要添加 Apple Hub	支持，需要添加 Apple Hub	支持，需要添加 Apple Hub	先在涂鸦 App 添加再桥接到 Home App 上	先在涂鸦 App 添加再桥接到 Home App 上
Google Home App（iOS + Android）	支持，需要添加 Google Hub	支持，需要添加 Google Hub	支持，需要添加 Google Hub	支持，需要添加 Google Hub	先在涂鸦 App 添加再桥接到 Google Home App 上	先在涂鸦 App 添加再桥接到 Google Home App 上
Alexa App（iOS + Android）	支持，需要添加 Alexa Hub	支持，需要添加 Alexa Hub	支持，需要添加 Alexa Hub	支持，需要添加 Alexa Hub	暂不支持	暂不支持
SmartThings App	支持，需要添加 SmartThings Hub	支持，需要添加 SmartThings Hub	支持，需要添加 SmartThings Hub	支持，需要添加 SmartThings Hub	支持，搭配涂鸦 Matter 网关	支持 Zigbee 3.0 设备，搭配涂鸦 Matter 网关

三方平台技术框架介绍

Apple Home Matter

苹果通过 iOS 系统支持 Matter 能力，将 HomeKit 与 Matter 合二为一，现有的 HomeKit API 会自动与支持 Matter 的配件一起使用，因此用户无需对支持 HomeKit 的 iOS 或 iPad OS Home App 进行任何更改。在 Home App 中，系统升级到 iOS 16.1 以上，即可无缝支持 HomeKit 与 Matter 设备。

不同的是，HomeKit 的 Wi-Fi 设备添加时不要求加上 Hub，只有远程控制和自动化的时候需要加上 Hub。Matter 设备则从设备添加开始，就必须强制要求添加 Hub。

Alexa Matter

为了向用户提供最佳配网体验，在大多数情况下消除配网码的手动输入或扫描，或者至少减少其长度，Amazon 推出了以下两种方式简化了用户的 Matter 设备添加流程：

• Matter Simple Setup (MSS) – Matter+FFS，设备上电后自动配网，用于首次添加 Matter 设备，无需扫描/输入设备配网码。

• Commissionable Endpoint。Commissionable Endpoint API 创建一个本地的、基于 Matter 的到 Alexa 设备的连接，无需用户执行任何步骤。无需输入配网码并在 App 之间切换，启用另一个 Matter 连接。

Google Matter

谷歌的 Home Developer 计划允许设备制造商将他们的智能家居设备与谷歌家庭生态系统连接。Google 正在扩展智能家居本地履行路径，能够添加 Matter 激活设备，以便使用谷歌家庭应用程序（GHA）进行设置，并使用谷歌助手、GHA 或谷歌 Nest Hub（第二代）等智能显示器来控制它们。

伴随着谷歌的全面 Matter 开发工具套件，您在最快的路径上构建 Matter 产品，与所有主要生态系统兼容，并具体与谷歌 Home 无缝工作。如下只需四步：

• CSA membership
• Building with Google
• Development checklist
• Compatibility

SmartThings and Matter

Matter Works With SmartThings

SmartThings 是一个开放的平台，可以连接不同品牌和生态系统的设备，包括与 SmartThings 设备的合作。
大多数 Matter 设备都与 SmartThings 一起工作。最好的部分带有 Works with SmartThings 标识的设备都经过了测试，以确保它们符合 SmartThings 的质量和用户体验标准。

Matter 设备必须连接到一个兼容的 Hub。使用独立的 SmartThings Hub 或内置在最新的三星电视、智能显示器、家庭中心冰箱和新的 SmartThings 站中的 SmartThings Hub 进行连接。使用 SmartThings 应用程序，将您的 Matter 设备连接到您的网络。SmartThings 支持在 Edge Device Driver Reference > Matter Libraries 里的 Matter 设备。