Matter 系列 #4 I Matter 协议中的桥接机制
作者：互联网
翻译自：https://blog.espressif.com/matter-bridge-for-non-matter-devices-d3b7f003a004
目前，亚马逊、苹果、谷歌和三星等多家大型物联网生态系统供应商已宣布支持 Matter。可以预见的是，在逐渐扩展的 Matter 生态下，未来还将有更多厂商推出越来越多 Matter 设备。这不仅会加速推动智能设备品类的增长，而且进一步赋能设备间的互联互通，为共同构建一个更丰富的 Matter 生态系统贡献力量。
此时大家可能有疑问：我们家里已经有很多基于 Zigbee、Z-Wave、Bluetooth LE Mesh 等协议的物联网设备。这些非 Matter 设备可以与 Matter 设备协同工作吗？答案是肯定的。
在这篇文章中，我们将聊聊 Matter 的桥接功能。
Matter 桥接设备是什么？
Matter 桥接设备可以让非 Matter 设备加入 Matter 生态系统（即下图中的 Matter Fabric），允许用户无差别得控制自己的 Matter 和非 Matter 设备。
Matter 桥接设备
在 Matter 生态系统中，非 Matter 设备可以作为“被桥接设备”节点，通过桥接设备完成其他协议（如 Zigbee）和 Matter 协议之间的映射，从而与系统中的 Matter 设备进行通信。
下图所示 Matter-Zigbee 桥接设备可以让两个 Zigbee 灯泡加入 Matter 生态系统：
Matter-Zigbee 桥接设备
Matter 桥接设备的数据模型
我们在之前的文章中介绍了 Matter 的数据模型，下面是一个 Matter 桥接设备的数据模型示例。
Matter 网桥的数据模型
- Endpoint 0 中的设备类型为 Bridge。PartsList 字段列出桥接设备的所有端点，每个端点代表一个非 Matter 设备。
- 每个端点上的 Descriptor（描述符）Cluster 可以提供有关特定被桥接设备的信息。
Matter 桥接设备除了充当协议“翻译”外，还可以具有 Matter 原生功能：比如一个智能恒温器设备既可以作为桥接设备，完成 Zigbee 等协议与 Matter 生态的通信，也可以同时作为一个标准的 Matter 智能恒温器设备，通过 Matter 协议向暖通系统发送控制指令。下图中的 Endpoint 1 即为智能温控，而其他端点代表“被桥接设备”。
具有 Matter 原生功能的 Matter 桥接设备
现在，让我们回到上文中提到的 Matter-Zigbee 桥接设备示例。
Matter-Zigbee 桥接设备的工作流程
以下是使用 Matter 协议在手机上控制 Zigbee 设备的工作流程：
第一步：Matter 桥接设备，作为一个 Matter 协议中定义的设备类型，需要首先遵循标准的 Matter 配网流程，使其加入 Matter 网络（即 Matter fabric）。
第二步：这个 Matter-Zigbee 桥接设备需要同时加入 Zigbee 网络。与 Matter 协议不同的是，Zigbee 协议并没有用定义标准的配网流程，而是由各厂商自行决定如何分发网络密钥。（Zigbee 3.0 以来最常见的入网方式是通过Install Code 来完成设备认证并入网。）
第三步：桥接设备一旦加入 Zigbee 网络，就会通过广播 Match Descriptor Request 命令的方式，来发现 Zigbee 网络中的设备。该命令包括所需的配置文件、In-Clusters（相当于服务器）和 Out-Clusters（相当于客户端）。在这个例子中，桥接设备加入 Zigbee 网络后，会广播一个类似“谁是支持 OnOff Cluster 的灯泡？”的问题。相应地，满足条件的 Zigbee 设备将回复一个 Match Descriptor Response 并附上自己的网络地址。之后，桥接设备将为每一个匹配的 Zigbee 设备添加一个动态端点，使其作为被桥接设备加入 Matter 网络。
第四步：Matter 系统将通过 Matter 规范中定义的 Operational Discovery（设备发现）机制发现这些桥接设备。（更多有关 Matter 规范中设备发现的内容，请关注我们即将发布的后续文章。）
第五步：这样一来，Matter 系统中的控制器就可以在桥接设备的帮助下，控制 Zigbee 网络中的灯泡。
注意事项：
注 1：第二步和第三步中交互方式主要由设备供应商和具体协议决定，不在 Matter 协议定义的范畴。
注 2：桥接设备可以根据非 Matter 网络中的心跳等机制动态添加或删除被桥接的端点。
以上为桥接设备连接 Matter 网络和 Zigbee 网络的典型工作流程。我们也可以通过类似工作流程，将其他生态系统中的设备加入 Matter 网络。
乐鑫 Matter 桥接解决方案
乐鑫自 Matter 发起之初就积极加入并开发 Matter 项目，现已能够为用户提供全功能的 Matter 协议解决方案，包括使用 Wi-Fi/Thread 连接的 Matter 终端设备，以及使用乐鑫 SoC 组合搭建的 Thread 边界路由器/Zigbee 桥接设备。
我们可以提供完整的 Matter-Zigbee 和 Matter-BLE Mesh 桥接解决方案，并提供全功能的软件 SDK 支持。Matter-Zigbee 桥接设备的实现需要将一颗 Wi-Fi 芯片和一颗 802.15.4 芯片通过 UART 或 SPI 等串口相连；而 Matter-BLE Mesh 桥接设备则仅需一颗同时拥有 Wi-Fi 和 Bluetooth LE 接口的单芯片即可实现。
乐鑫 Matter-Zigbee 桥接设备解决方案
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本文是乐鑫 Matter 系列文章的第四篇，敬请期待后续的更多内容。
标签：协议,系列,桥接,Matter,Zigbee,接设备,乐鑫,设备 来源： https://blog.csdn.net/espressif/article/details/122691556