Matter:物联网设备开发的统一方法

Matter 通过旨在跨生态系统和制造商连接设备的基于 IP 的成熟技术,构建可靠且安全的无线协议,推动主要物联网生态系统之间的融合,从而简化开发过程。

特色 Matter Over Wi-Fi 产品和 Matter Over Thread 产品

Wi-Fi 6 SoC 和模块 选择列
选择列
频段 应用 MCU 板载 IP 支持 关键外围设备
SiWx917 无线 SoC
Wi-Fi 6 和蓝牙 LE 5.4
单波段 (2.4) SDIOSDIO、 SPISDIO、 SPI、 UART
SiWx917Y 无线模块
SiWx917Y 无线模块
单波段 (2.4) SDIO、 SPISDIO、 SPI、 UARTSDIO、 UART

按 A -> Z 顺序排序
按 Z -> A 顺序排序

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Thread SoC 和模块 选择列
选择列
通过 Thread 认证 频段 (MHz) 闪存 (kB) RAM (kB) 输出功率范围 (dBm) MCU 内核 TX 电流 (mA) 0 dBm RX 电流 (mA) RX 灵敏度 (dBm) 安全 GPIO
EFR32MG26 系列 2 SoC
Zigbee 和 Thread EFR32MG26 SoC(系列 2)
2.4 GHz 20483200 256512 -20 19.5 ARM Cortex-M33 5.9 6.2 -105.4 AES-128 AES-256 ECC SHA-1 SHA-2 安全堡垒 2832454964
EFR32MG26 系列 2 模块
MGM260 模块(系列 2)
2.4 GHz 3200 512 -33 20 ARM Cortex-M33 6.8 6.4 -105.8 AES-128 AES-256 ECC SHA-1 SHA-2 32
EFR32MG24 系列 2 SoC
Zigbee 和 Thread EFR32MG24 SoC(系列 2)
2.4 GHz 10241536 128192256 -20 19.5 ARM Cortex-M33 5.0 5.1 -105.4 (802.15.4) AES-128 AES-256 ECC SHA-1 SHA-2 安全堡垒 262832
EFR32MG24 系列 2 模块
MGM240 模块(系列 2)
2.4 GHz 1536 192256 -33.7 19.9 ARM Cortex-M33 4.8 5.25.97.7 -106 (802.15.4) AES-128 AES-256 ECC SHA-1 SHA-2 122632
EFR32MG21 系列 2 SoC
Zigbee 和 Thread EFR32MG21 SoC(系列 2)
2.4 GHz 5127681024 6496 -20 20 ARM Cortex-M33 9.9 9.4 -104.3 (250 kbps O-QPSK DSSS) AES-128 AES-256 ECC SHA-1 SHA-2 20
EFR32MG21 系列 2 模块
MGM210 模块(系列 2)
2.4 GHz 1024 96 -20 20 ARM Cortex-M33 16.1 9.4 -104 (802.15.4) AES-128 AES-256 ECC SHA-1 SHA-2 20

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Matter 开发套件

Silicon Labs 为 Thread 和 Wi-Fi 提供了多种符合 Matter 标准的开发套件,涵盖从紧凑、功能齐全的低成本原型设计平台到用于强大、安全网状网络的多节点高级多协议套件。在此处查看哪种套件最适合您的需求!

thread-logo-outline-grey.png

系列 2 开发套件适用于 Matter over Thread 终端设备和边界路由器

EFR32xG24 开发套件提供各种不同的硬件选项,可根据您的开发需求进行优化。 无论是使用 Explorer 套件进行快速原型设计、使用 Dev 套件进行概念验证和高级功能开发,还是使用 Pro 套件进行包括高级 RF 和功耗测试在内的全面开发,Silicon Labs 都可提供合适的开发硬件来满足您的 Matter over Thread 开发需求。


 用于 OpenThread 边界路由器的系列 2 开发套件

EFR32xG21 开发套件使用 Pro 套件实现增强的 RF 开发,从而实现高级 RF 开发和调试功能。包括数据包跟踪,以确保为 Open Thread 边界路由器提供强大的 RF 解决方案。
wifi-logo-outline-grey.png

Wi-Fi over Matter 开发套件

功能齐全的应用开发套件。

Matter Over Thread 桥接:
Zigbee 和 Z-Wave

Matter Over Wi-Fi 和 Thread

特色 Matter 应用

除了在 Matter 内支持 IP 网络之外,开发人员还可以利用 Silicon Labs 广泛的物联网无线专业知识(涵盖楼宇自动化智能家居工业物联网和智能市场),连接各种网络和设备,而无需考虑底层网络协议。

物联网设备开发的统一方法

Matter 推动主要智能家居物联网生态系统之间的融合,创建简单、可靠和安全的无线协议,连接家庭中的所有物联网设备和网络。


Matter 让开发人员和消费者获益

Matter 利用 Wi-FiThread 等现有 IP 技术构建统一的无线连接生态系统,而基于 IP 的网络为制造商简化开发流程,同时提高消费者的设备兼容性。互联体验应该变得更加可靠、安全,并且能够有效地协同工作,基于此信念,连接标准联盟 (CSA) 推出了 Matter(以前称为“通过 IP 实现互联家庭”项目),使设备制造商能够更轻松地构建与智能家居和语音服务(如 Amazon 的 Alexa、Apple® Siri®、Google Assistant™ 等)兼容的设备。

Matter 还通过基于“设计安全”和“零信任”的安全架构来防御各种威胁。其中包括 Matter 内置的安全措施,可确保每条消息都受到保护。

开发人员可获得的益处:

  • 统一应用层

    简化开发,降低开发和运营成本

  • 开源

    社区协作提高了质量,加快了流程并获取了更广泛的用例

  • 成熟的技术

    开发人员可以利用现有实施方案,从而加快上市时间

  • IP 级安全性

    开源、可信的标准加密算法,密钥得到良好保护

消费者可获得的益处:

  • 简约

    Matter 产品应易于购买、设置和使用

  • 兼容性

    多个品牌的设备实现本机协同工作

  • 隐私

    与设备交互时,由消费者控制隐私和授权

Matter 常见问题

我们的专家已经回答了关于 Matter 的最常见问题。点击每个 Matter 常见问题,即可查看答案和更多资源。

互操作性:不同品牌的设备能够无缝协同工作。

简单性:为消费者提供更简便的设置和使用体验。

本地可靠性:主要基于本地网络运行(对云端依赖更低)。

安全性:原生设计,内置高安全性。

基于 IP:基于标准 IP 协议(Wi-Fi、以太网、Thread)运行,简化开发与扩展。

摄像头支持:支持实时视频、音频及控制功能的标准化智能摄像头

扩展的闭合装置:更好地支持门、车库门、窗帘/遮阳帘、闸门

能源管理:电网信号、电价信息及节能感知设备控制

新传感器:用于灌溉和园艺的土壤湿度传感器

传输能力优化:支持 TCP 协议与大数据传输,适用于视频传输和更新。

了解有关 Matter 1.5 规范的更多信息。

Matter 通过提供统一的基于 IP 的标准,让不同品牌、不同生态系统的设备能够无缝协同工作,从而提升智能家居互操作性。它确保跨 Apple、Google、Amazon 和 Samsung 等平台的一致设备行为、安全配网和本地通信,减少生态割裂,简化开发流程与用户体验。

Matter 在智能家居技术领域的未来将是持续拓展更多设备类别、丰富功能、深化能源管理,同时不断强化安全性与可靠性。随着各大生态系统的广泛采用,Matter 有望成为默认的智能家居标准,简化开发、减少生态割裂,带来更无缝、智能、可扩展的智能家居体验。

Silicon Labs 打造了 Matter 开发人员之旅,这是一款基于 Web 的工具,可引导您完成从入门、开发到 Matter 产品部署的全流程。同时还提供各主流 Matter 生态系统的相关指引信息。

Silicon Labs 提供 Matter 选型指南,帮助您为产品选择最合适的技术方案与设备类型。我们的 Matter 选型指南会针对不同应用与设备类型,指导选择 Matter-over-Wi-Fi 或 Matter-over-Thread,并提供方案对比表,助力您在开发 Matter 产品时快速决策。

Matter 标准本身对单个 Fabric 中支持的设备数量没有硬性限制。

不,用户无需为软件支付版权费。Matter 协议栈软件将采用宽松型许可证发布,连接标准联盟 (CSA) 已从其成员处获得 RANDZ 许可授权。

Matter 利用带重试机制的 UDP 消息来保障传输可靠性。该机制被称为消息可靠性协议 (MRP),由 Matter 协议栈原生提供。

安全。Matter 要求设备入网前完成完整的身份认证与授权,入网前后均采用行业主流的安全机制与加密方案。Matter 要求配网器获取设备专属通行码,作为密码认证会话建立 (PASE) 的共享密钥,与待入网设备完成初始通信。配网器还会校验设备的厂商专属凭证以验证设备真伪,确保为官方产品,并通过分布式合规台账 (DCL) 核验设备是否为官方认证设备。设备生成唯一凭证,由配网器签名后作为运行证书,用于后续与同一 Fabric 内的合法 Matter 设备建立通信。最后,Matter 利用访问控制列表 (ACL) 管控同一 Fabric 内设备间的通信权限。

PSA 加密 API 由 ARM 公司提供。我们将其集成到硬件中,以最高安全级别管理密钥。

Matter 设备入网时,会为每个 Fabric 生成专属运行证书。设备将生成公私钥对,并向配网器发送证书签名请求 (CSR),由配网器签名后返回。如果使用 Silicon Labs 的支持 Secure Vault 的部件,私钥会在部件内部生成并存储,这将大大降低攻击者窃取私钥的机会。

Silicon Labs Matter 芯片支持灵活配置:既可在生产阶段烧录预生成的 DAC 证书,也可由设备在芯片内部自行生成公私钥对,再由厂商签名,确保私钥永不离开设备。具体采用哪种方式,由厂商根据生产流程的物流与实际需求决定。此外,Silicon Labs 提供定制部件生产服务 (CPMS),可安全地为设备烧录 Matter 安全凭证与设备厂商自有信息,保障生产流程安全,简化 Matter 产品量产部署。

Silicon Labs 支持所有已发布的 Matter 设备类型,既可直接在示例应用中使用,也可通过 ZAP 工具配置启用。可在 Simplicity Studio 的 Matter SDK 扩展包中查看支持的设备类型列表。关于 CSA 后续发布的 Matter 设备规划,您需要加入 CSA 工作组才能参与关于新增设备类型规范的讨论。现有设备的完整列表可查阅 CSA 发布的 Matter 设备类型规范。CSA 每年更新两次 Matter 规范,这为快速向标准添加新功能和设备提供了充足的机会。

Matter 将网桥作为原生设备类型,因此非 IPv6 网络可通过网桥接入 Matter Fabric。例如 Zigbee 转 Matter 网桥、Z-Wave 转 Matter 网桥,可让现有网络被 Matter Fabric 统一管控。了解有关 Matter 网桥的更多信息。

存在,但 Matter 本身不原生支持 Z-Wave 协议。互操作性通过基于网关的网桥实现,将 Z-Wave 设备转换为 Matter 设备。例如 SmartThings、Home Assistant 等网关厂商的产品,Z-Wave 设备在 Matter 生态中会以 Matter 设备形式呈现。

Matter 认证平台 (MCP) 是由连接标准联盟 (CSA) 正式认证、具备 Matter 核心功能的开发环境,包含 SDK 与硬件。MCP 为设备厂商提供认证基础,包含经过预测试的配网、网络与安全功能。基于 MCP 开发,厂商可直接使用已验证组件,减少认证范围、降低成本、加快上市速度,并简化后续重新认证流程。Matter 认证平台至关重要,它保障 Matter 生态的可信度、互操作性与创新速度。

Silicon Labs 通过提供 Matter 认证硬件平台、生产就绪 SDK、符合 CSA 要求的预测试软件协议栈,助力新产品完成 Matter 认证。他们还为开发人员提供参考设计、合规工具、互操作性测试指导和生态系统专业知识,帮助降低风险、加速开发并简化 Matter 认证流程。

这在 Matter 中称为多管理员或多 Fabric 机制。这是当前 Matter 规范与实现中的必备功能,支持设备被多个生态系统管控。CSA 工作组正在持续优化多管理员场景下的用户体验。

Matter 标准允许该操作。最终取决于设备硬件功能,如闪存、RAM,以及其他落地条件(例如产品已出货无 Matter 二维码时,厂商如何提供配网二维码)。我们已经看到一些在现场已部署设备上的示例,涉及基于 Thread 的 Matter (Matter-over-Thread) 和基于 Wi‑Fi 的 Matter (Matter-over-Wi‑Fi)。此外,许多网关(如 Zigbee 网关)正通过现场升级,将旗下非 Matter 设备桥接到 Matter,并通过自有移动应用实现该过程。

可以设计 Matter 标准设备类型列表之外的产品,或扩展现有设备类型,但仅在您同时开发控制器与终端设备时可行。受限于现有生态系统的专有设备与功能,新增设备类型或功能无法与其他已发布的控制器兼容。

边界路由器是由 Thread 协议定义的设备,负责将 IP 流量从 Thread 网络路由到 Wi-Fi、以太网等其他 IP 网络。这与典型物联网网关不同,它不会在应用层拦截并转换流量,而只是将 Thread 数据包和 IP 地址封装成其他 IP 网络格式,使数据包无缝通过。了解有关 OTBR 的更多信息。

Google Home、Apple Home、Samsung SmartThings、Amazon Alexa 等生态系统现已支持 Matter 设备开发。这些生态系统提供开发与测试所需的平台和指南。如果您将我们的开发套件与自研 Matter 示例应用配合使用,或使用 Simplicity Studio 中 Matter SDK 提供的众多 Matter 示例应用中的任意一款,即可通过 Nest Hub 等设备及 Google Home 应用进行测试与控制。我们的 Matter 开发人员之旅可提供相关帮助。

现场升级为 Matter 的设备,需要一种方式在设备上安装 DAC 以及 Matter 通行码。可通过多种方式实现,但该流程不在 Matter 规范定义范围内。举两个例子:设备可通过低功耗蓝牙使用厂商自有移动应用,或访问厂商云服务,安全地生成或下载 DAC 和私钥。

可以,满足安全要求且资源充足的设备,可通过 OTA 更新来支持 Matter。目前已有已部署的 Thread、Wi-Fi 设备通过 OTA 升级支持 Matter 的实际案例。

如果使用我们生产固件中内置的配置器固件组件,Silicon Labs 支持生产证书的现场升级。证书如何传输到 Matter 设备的具体细节在 CSA 中尚未标准化,因此由厂商自行管理。换言之,厂商需负责实现证书传输的通信机制(低功耗蓝牙、IP 等),并为每台设备生成唯一数据(证书、通行码、识别码)。

支持,Silicon Labs 产品通过预支持 Matter 的无线 SoC 和 SDK,完整支持 Matter 集群。Silicon Labs 的 Matter 软件栈实现标准 Matter 集群和设备类型,支持开发人员在 Thread、Wi-Fi、以太网平台上开发、定制并认证可互联互通的 Matter 设备。

跨 Fabric 的 Matter 通信面临的主要挑战包括:安全管理多个 Fabric、在不同生态系统间同步设备状态、处理不同平台的策略与功能支持差异。设备必须为每个 Fabric 维护独立凭证与访问控制,这会提升复杂度、内存占用与测试工作量,同时要保证在 Apple、Google、Amazon 等不同 Matter Fabric 中行为一致。

Matter 多管理员机制面临的主要挑战包括:管理多个 Fabric 与凭证、设备内存与存储需求更高、访问控制与状态一致性复杂度提升。支持多管理员还会增加配网、测试与用户体验复杂度,尤其当不同生态系统对功能的开放与处理方式存在差异时。

通常情况下,Matter-over-Thread 电池续航与 Zigbee 相当或更优。Thread 专为低功耗、基于 IP 的网络设计,具备高效睡眠模式与优化路由,而 Matter 仅在其上增加极少开销。实际电池续航更多取决于设备设计与使用场景,但 Thread 通常更适合长期使用的电池供电型 Matter 设备。



开发人员之旅

Silicon Labs 将与您一起踏上 Matter 开发人员之旅,在每一步中为您提供协助

我们可以在项目的每个阶段为您提供帮助,包括指导您与关键生态系统提供商建立联系,以加快 Matter 设备的开发速度。

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