智能家居2.0在接下來的二十年里，家居行業(yè)發(fā)生的變化將超過之前的一百多年，這些變化將會給人們帶來更多更豐富的體驗。最關鍵的是，隨著實時性更廣泛地融入環(huán)境和經(jīng)濟，家居將不斷增加對個人、社會、經(jīng)濟，甚至是這個星球的需求的響應。
智能家居市場的演進將為這種變化奠定基礎。在過去幾十年內(nèi)，智能家居技術已經(jīng)從一個小眾市場發(fā)展成為一個更主流的市場，通過更新和增加關鍵資源，它將成為核心的住宅基礎設施，就如同現(xiàn)在的管道和電力設施一樣。
要將智能家居轉變?yōu)橹匾彝セA設施，關鍵是要最大程度地發(fā)揮智能家居市場的潛能，簡化智能家居設備的安裝和使用。目前長期制約智能家居系統(tǒng)應用的一大關鍵因素是缺乏互操作性，這阻礙了大多數(shù)新市場的發(fā)展。由于受到互操作性的限制，終端用戶在選擇和安裝新的智能家居設備時，將面臨更復雜的狀況和不可預測的問題。
即將推出的Matter規(guī)范代表了整個行業(yè)的改變步伐，它將引導智能家居從業(yè)者重新考慮和調整支撐他們活動的策略、技術和合作伙伴關系。
本文將探討Matter規(guī)范為智能家居系統(tǒng)帶來的在家居內(nèi)部實現(xiàn)互操作性的潛能，以及它具備的推動廣泛的行業(yè)和消費者參與其中的能力。我們還將探討恩智浦等領先無線連接芯片供應商如何賦能和支持新的智能家居連接，以及OEM廠商在智能家居方面的運營需求。
智能家居的發(fā)展和標準化
制約智能家居系統(tǒng)發(fā)展的核心因素是市場碎片化。由于一些智能家居企業(yè)利用和推動了這種碎片化，以便保護和簡化對他們的方案的控制，并且/或者保持其對智能家居開發(fā)投資的控制，這就分裂了市場，限制了對參與其中的合作伙伴，以及對市場外圍的吸引力。
上圖顯示了一臺及以上智能家居設備在全球家庭中的滲透率。但是，能夠監(jiān)控和管理一系列設備和應用的多功能的，完整的智能家居系統(tǒng)的滲透率要低得多。即使設備在同一個系統(tǒng)中工作，功能仍然受限。妨礙智能設備更好地集成到系統(tǒng)中的關鍵制約因素是:
#平臺特定的集成
OEM廠商一直需要將大量資源投入到專門而且零散的工作中，去集成每個生態(tài)系統(tǒng)的智能家居平臺。因此，一個針對Amazon Alexa開發(fā)的設備需要額外的開發(fā)和測試過程，才能與Google Home等系統(tǒng)進行集成。隨著系統(tǒng)的擴展和維護，這會使產(chǎn)品在生命周期內(nèi)的成本倍增。
#連接復雜性
OEM廠商要考慮的不僅是適合產(chǎn)品功能需求的無線連接方法，還有目標生態(tài)系統(tǒng)。智能家居存在多種不同短距離無線協(xié)議的競爭，包括私有協(xié)議、Z-Wave、Zigbee和藍牙等。
#安全性
智能家居設備的賣點是它們的連接和功能，而不是運行安全性。對于如何安全地管理設備，如何在整個智能家居系統(tǒng)中擴展其安全性，目前還沒有具體的標準。事實證明，消費者對設備安全漏洞和系統(tǒng)隱私的擔憂阻礙了智能家居市場的發(fā)展。
認識MATTER——源于Project CHIP
Project CHIP于2019年底發(fā)布，繼而更名為Matter規(guī)范，是為智能家居市場引入互操作性的最新嘗試，ABI Research認為，它會是第一個具有巨大吸引力的規(guī)范。
Matter關注的是家庭內(nèi)部的連接，為OEM廠商和消費者等群體提供更高效的智能家居體驗。不過，之前也有一些行業(yè)團體結為聯(lián)盟，朝著智能家居標準化的目標努力，但面臨一些市場巨頭強硬的單方面措施，他們的雄心壯志只能陷入掙扎。
MATTER有哪些獨特優(yōu)勢?
在其他的嘗試都陷入困境時，Matter能夠突圍而出，表現(xiàn)出成功的潛能，其原因可以總結為：
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·市場的支持和驅動力
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·技術方法
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·清晰和有限的初始范疇
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·未來發(fā)展和擴張的潛力
市場的支持和動力
問世伊始，Matter就得到了智能家居市場和消費技術領域的三巨頭的支持。亞馬遜、蘋果和谷歌相信智能家居具備長期的、多應用的價值，他們都將這個項目視為一種能夠比他們各自獨立的生態(tài)系統(tǒng)更快速地推動智 能家居發(fā)展和價值的方式。
在亞馬遜、蘋果和谷歌發(fā)起Project CHIP項目時，其他10個Zigbee聯(lián)盟董事會成員也隨后加入，包括：宜家、Legrand、恩智浦半導體、Resideo、三星SmartThings、Schneider Electric、Signify (前飛利浦照明)、Silicon Labs、Somfy和南京物聯(lián)。Zigbee聯(lián)盟內(nèi)部還成立了新的工作組，目的是開發(fā)新的智能家居應用層規(guī)范。該工作組代表了整個智能家居生態(tài)系統(tǒng)的多家廠商。
自2020初開始，一些主要廠商為該項目投入了專門的人員和資源，以加速規(guī)范的市場發(fā)布，而截止2021年10月，規(guī)范的范疇已經(jīng)確定，參與規(guī)范開發(fā)的公司數(shù)量急劇增長至超過210家。Matter規(guī)范將在2022年秋季得到批準并發(fā)布，第一批兼容設備也將準備發(fā)貨。
市場領導者和全力投入規(guī)范開發(fā)的廠商將在2022年秋季推出達到Matter認證要求的兼容產(chǎn)品和升級后的功能，根據(jù)ABI Research預測，兼容Matter的智能家居設備和電器將于2022年第四季度首次大規(guī)模上市。
技術方法和網(wǎng)絡架構
Matter的重點和范疇也就意味著它具備更強大的潛力。主要包括：
應用層
Matter是一種應用層規(guī)范。該規(guī)范的目的是提供統(tǒng)一的控制層，以連接和管理智能家居環(huán)境中 的設備。該規(guī)范的關鍵是它限定在家居的范圍內(nèi)。它不介入廣域/云連接。在主要智能家居語音控制技術廠商的推動下，該規(guī)范將提供一種方法，讓競爭的平臺管理相同的安裝設備的基數(shù)，甚至通過多管理員支持，在不同平臺之間共享控制權。
傳輸
Matter通信只運行在支持IPv6的傳輸之上——在第一版規(guī)范中，將對其中一小部分進行描述并提供支持。
通信
支持Wi-Fi和藍牙——本項目支持的這些無線協(xié)議在消費類和家居連接中已得到廣泛應用。同樣，通過對太網(wǎng)的支持，連接可以擴展到支持新的安裝和新建筑市場。選擇Thread是智能家居市場從目前的狀況下跨出最大的一步。雖然與更廣泛部署的Zigbee協(xié)議使用相同的802.15.4芯片，Thread目前在智能家居中的使用相對較少。Zigbee和Z-Wave有更多的支持和安裝基數(shù)。Matter對Thread的支持將是智能家居市場的一個重大變革，但ABI Research認為，此項技術帶來的功能，結合Matter的吸引力，將能相對更快地讓供應商轉向Thread技術。
開源軟件
其規(guī)范開發(fā)是一個開源計劃，由CSA進行管理，提供一個公開的存儲區(qū)用于軟件開發(fā)，另外還有第二個僅供Matter工作組成員使用的區(qū)域用于開發(fā)Matter規(guī)范。工作成果通過Apache 2.0許可證進行授權。只有為CSA和Matter工作組成員公司工作的開發(fā)人員，才能參與Matter的開發(fā)。Matter將維護一個標準的實現(xiàn)庫，成員可用此來開發(fā)他們的與Matter兼容的產(chǎn)品，可顯著降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，縮短產(chǎn)品面市時間，并且確保安全和其他實現(xiàn)的一致性。
拓撲
Matter引入了Thread內(nèi)部的邊界路由器功能，并且擴展了這個概念，讓家庭中的大量智能電器能夠集成在一起，并且擴大Matter兼容的智能家居系統(tǒng)在家庭中的覆蓋范圍。智能電視、語音控制前端， 以及更多其他設備都將支持Wi-Fi、藍牙和Thread功能，成為Matter兼容家庭網(wǎng)絡中的“好鄰居”。此外，這些設備還能夠充當多功能的智能家居控制器。
有限的初始范疇
Matter的重點在應用層，在系統(tǒng)集成和控制的關鍵點——也就是智能家居管理平臺——提出標準。平臺集成的標準化可以讓語音控制/管理平臺更好地訪問部署在家庭中的設備，從而擴展交互和潛在系統(tǒng)功能的范疇。此外，標準化的平臺集成可以讓應用層疊加在現(xiàn)有的產(chǎn)品和已部署設備上，從而最大程度地增加使用功能。
在初始規(guī)范中，Matter僅限于以下設備：
之所以在第一版規(guī)范中選擇這些設備類型，原因是這些設備具有最大的市場需求和廣泛的普及率，以及設備能夠集成到初始系統(tǒng)中的潛力，例如帶智能鎖的門禁控制、車庫門控制以及安全傳感器、觸控板和報警器等。
第一版規(guī)范中包含智能電視，從很多方面來講，這都很重要。這些設備通常處于智能家居領域的外圍。雖然智能家居功能已經(jīng)擴展到電視屏幕，但通常要通過添加額外設備來支持，要么通過服務提供商的路由器，要么通過OTA硬件，就像蘋果電視或Amazon Fire設備。嵌入Matter支持后，電視這樣的家庭娛樂設備可以在一個簡易自安裝的智能網(wǎng)絡中，輕松得到控制，而且電視還可以在支持Matter協(xié)議的Thread網(wǎng)絡中充當邊界路由器的功能。
接入點和網(wǎng)橋是擴展并讓非Matter設備進入Matter網(wǎng)絡的關鍵。接入點將為Thread和Wi-Fi設備提供云連接功能，而網(wǎng)橋提供了一個方法，讓現(xiàn)有的Zigbee節(jié)點能夠融合到Matter網(wǎng)絡中。Zigbee網(wǎng)絡會是網(wǎng)橋最先支持的類型，而其他的協(xié)議類型也將會支持，但這需要更多的工作量和工程。
未來的發(fā)展
在第一版規(guī)范中，還有一些明顯的疏漏。攝像頭和智能門鈴的視頻支持是最明顯的例子。有計劃在之后的版本或Matter迭代規(guī)范中添加視頻，以及漏水檢測和臺面廚電。在應用管理方面，為了實現(xiàn)系統(tǒng)級的控制，我們顯然可以將能耗管理加入到Matter規(guī)范，而保健與健康、環(huán)境測量等應用也有可能加入Matter規(guī)范。
智能家居市場規(guī)模
上圖顯示了智能家居市場的龐大規(guī)模，列出了十年來在全球各地的家庭中安裝和使用的新互連設備數(shù)。從2022年至2030年，將有超過200億部無線互聯(lián)智能家居設備在全球出售，其中很大一部分設備類型將滿足Matter規(guī)范，在未來幾年內(nèi)，這些產(chǎn)品中的絕大部分，還有其他的產(chǎn)品，諸如消費型機器人和智能電器，也將會支持Matter規(guī)范。
