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Matter能否一统物联网江湖
录入时间:2023/4/13 15:33:27

物联网现状:各自为政

目前的物联网设备使用多种协议标准,包括Zigbee、Thread、蓝牙、低功耗蓝牙(BLE)、Wi-Fi、Wi-Fi Halow、LoRa、NB-IoT、LTE-M等。各种协议之间是不通的,其对应的产品生态系统就像一座座孤岛一样,使用不同协议的设备之间不能互联互通和互操作。迫使开发人员不得不对每个生态系统接口进行集成。这往往意味着要对一个产品进行多次开发,以满足每一种协议语言的要求。这也意味着最终用户必须为每个无线链路插入单独的网关,从而使物联网设备能够运行多个网状系统。

这种在多个独立生态系统中以不同方式混合的技术标准的碎片化,使得物联网无法发挥其潜力。为此,消费者也正在等待一个大一统的标准。因为如果没有,物联网只是一组不连贯的、独立的、特殊用途的应用,它们各自无法使用彼此的数据。

 Matter横空出世,志在一统江湖

为了解决前述问题,由近300家物联网产业链上的知名公司组成的连接标准联盟(CSA)建立了Matter标准,目的是将Zigbee、Thread、蓝牙和Wi-Fi等不同组件整合到一个总体标准中。这一合作的既定目标是“简化制造商的开发并提高消费者的兼容性”。在IP之上,Matter旨在通过定义一组特定的基于IP的网络技术来进行设备认证,从而实现物联网设备、移动应用和云服务之间的通信。

Matter更像是一种新的聚合标准,它汇集了现有物联网标准的不同元素。Matter是一个通用软件层,是连接物品及其应用程序的基础,建立在各种协议之上并与之兼容。通过使用标准IP作为Matter通信协议的基础,它可以作为与当今各种协议兼容的通用物联网标准

无论物联网设备运行哪种低级别协议,Matter都可以将它们融合为一种共同的语言。现在,有了Matter,如果核心网关设备采用嵌入式Wi-Fi、Thread或低功耗蓝牙射频模块,不论是哪种协议,都可以通过单个应用与终端节点进行通信。这与目前的情况大不相同。目前,开发人员必须为每个协议单独开发一个应用层,并添加一个额外的桥接/转换层来构建统一的网络。

有了Matter,对于所有生态系统制造商的产品开发人员而言,将更容易进行创新,由于互操作问题迎刃而解,因此开发人员可以专注于产品创新。与此同时,消费者选择自己心仪的产品也会更简单。不必再问:我家里已经有什么?它是否与我已有的网关兼容?它是无线网络吗?它是Zigbee吗?它是Thread吗?

联盟成员目前正在努力确保各种设备和生态系统之间的互操作性。CSA正在制定软件规范,详细说明Matter认证的含义。甚至更进一步。在物联网标准中,这不仅是第一次定义了规范,而且做到了开源,这意味着每个人都可以查看和下载源代码。每个部门都可以使用相同的数据库和软件,这意味着通过设计基本上就能保证互操作性。Qorvo和许多其他芯片供应商都采用了这种参考实现。在不同供应商的设备之间使用共享代码库将进一步提高互操作性。Matter芯片供应商之间的通用API将使产品开发人员更容易引入新的芯片供应商作为第二货源,缓解当今的供应链受限状况。

Matter还承诺加强连接的可靠性和安全性。

Qorvo全力支持

Qorvo作为CSA的重要成员之一,也在积极地推进Matter的发展。Qorvo在技术、产品、方案和服务等方方面面为Matter提供全方位的支持。

Qorvo针对Matter推出了QPG6105和QPG7015M两款芯片。用于节点(终端设备)的QPG6105提供更小的电流、更低的功耗。用于网关的QPG7015M可以提供更高的功率,支持更远的通讯距离以及更复杂的运算。这两款Matter芯片使用了Qorvo专有的ConcurrentConnect™技术,为其带来了差异化优势。

ConcurrentConnect™技术可以同时接收三种不同协议的信号,在多协议应用场景中提高了容量和可靠性。传统方法需要三个芯片时,如果使用Qorvo的芯片,则只需要一个芯片。单芯片方案可以降低设计难度、缩小产品体积。另外,在成本上来讲,维护一套芯片的方案必然比同时维护三套芯片的方案有非常大的优势。

另一个为Qorvo带来差异化优势的是动态天线分集。动态天线分集在不提高发射功率也不提高接收灵敏度的情况下,可以让通讯链路更加稳定可靠,减少了重试次数,延长了电池寿命。它优化了Wi-Fi接口的性能,使覆盖范围增加了超过200%。其功能完全集成在芯片上,可以在非常狭小的空间使用而不会增加额外的成本。专门的Qorvo天线设计支持服务让客户能获得最优的天线性能。

Qorvo为客户提供了一个非常完善的开发和支持环境。因为Matter的代码都是开源的,所以Qorvo的也是一样开源的,可以在网上下载到所有代码,还包含了非常完善的说明资料。只要是有一定工程经验的人,通过网页上非常详细的介绍,就可以一步一步自己实现自己的设计。

Qorvo也给客户提供了完整的开发套件。整个开发套件已经把客户能遇到的所有的产品和场景都包含在内。不管你是想要开发一个摇控器、一个灯、一个传感器,还是一个更复杂的、需要运算能力的网关设备,Qorvo的开发套件都已经把需要的硬件和软件的东西集成在里面。客户拿到之后可以非常快地上手开发,一、两个星期就可实现最初的产品模型。

实现产品模型只是第一步,第二步是实现产品应用。Qorvo会提供完整的模块方案给客户。如此,客户就不需要担心最难处理的,比如说射频、信号链路等问题。模块本身也有很多的创新,包含了很多Qorvo申请的专利。在芯片支持双天线的情况下,可以把双天线集成在非常小的模组里面,这块Qorvo也是有专利的,既要保证信号可以在不同方向上接收,又要保证这两个天线之间不会互相干扰。

再往后就到了产线测试。产线上的产品如何高效地做出厂测试?Qorvo也有代码,也有支持,可以给客户提供整套产线测试的解决方案。总之Qorvo为客户从最早的验证到量产提供了全套的保驾护航方案。


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