Matter 1.4 新特性一覽

關鍵字 :智能家居MatterThreadNXP

Matter 協議自 2022年 標準推出以來推出至今,疊代到了 Matter 1.4 版本。

在 2024 年 11 月正式推出的 Matter 1.4 版本中,再次帶來了新特性、新設備,為智能家居生態注入全新的活力。

那麼今天,我們就一起來看看,其中的更新部分。

家庭路由器和接入點 (HRAP) 增強網絡基礎設施

現在,家庭路由器和調製解調器、接入點和機頂盒等設備可以經由開發或升級,為基於 Matter 的智能家居提供更強大的支持。經過 Matter 認證的 HRAP 設備結合了 Wi-Fi 接入點和 Thread 邊界路由器,為使用這些技術的無處不在的 Matter 產品提供基礎設施。HRAP 設備還具有一個安全目錄,用於存儲和共享 Thread 網絡憑證。

這種標準方式讓用戶能更方便地將新的 Thread 設備添加到現有的 Thread 網絡中,而不是創建新網絡,從而享受統一 Thread 網狀網絡的優勢,避免網絡碎片化。

增強的多管理員功能

多管理員功能是 Matter 為用戶實現自由選擇和互操作這一願景的核心功能,讓用戶能夠將 Matter 設備接入多個智能家居系統。
然而,隨著用戶的智能家居不斷擴展,之前的操作中,在管理多個平台時,逐個共享每個設備會變得越來越繁瑣和複雜。
增強的多管理員功能使智能家居管理更加輕鬆,用戶可以通過一次同意,就讓現有設備和新設備自動連接到多個生態系統。
Matter 1.4 及未來的版本提供了靈活的方法,讓開發者可以根據應用的需要來實現這一可選特性。

能源管理的增強功能

在 Matter 1.3 中,引入了能源報告功能,為大型電器和電動汽車充電設備實現了能源管理用例。Matter 1.4 通過增加對太陽能電池板、電池、熱泵、和熱水器等新設備類型的支持,擴展了其能源管理能力。
這些新增設備以及對能源管理和恆溫器功能集的改進增強,為家庭更智能、更自動化的能源管理鋪平了道路。

下面就來細說一下各個新的設備類型及功能:

能源管理新設備類型和功能

太陽能 - Matter 現有對電力和電能管控的支持已擴展到太陽能設備,包括逆變器、單個和面板陣列以及太陽能/電池混合系統。

電池 – 包括電池牆、存儲單元和電池儲能系統(BESS),能夠將能量回充到家庭或電網中,成為“虛擬發電廠”。在家庭能源管理系統的賦能下,電池能幫助實現負載平衡,而任何控制器都可能成為能源管理系統的一部分。

熱泵 - 熱泵是越來越受歡迎的家庭控溫設備,安裝熱泵的激勵計劃也日益增加。藉助 Matter 的能源管理能力,這些設備可以預測能耗並在高峰需求期間調整使用情況。熱泵可以將能源的使用轉移到非高峰時段,例如預熱房屋,並且一些熱泵具有類似於電池的“緩衝器”功能。

熱水器 - 電熱水器可以設置為預設溫度或百分比,讓用戶監控熱水水位。而速加熱指令可以在需要快速獲得熱水的情況下利用多個能源進行快速加熱,臨時替代日常加熱時間表,非常適合接待來客等特殊情況。這為消費者提供了更多的控制和靈活性。此外,新的熱水器模式功能集讓用戶能夠輕鬆切換時間表的開啟和關閉,在日常活動變化時輕鬆調整加熱模式。

電動汽車充電設備(EVSE)增強功能 - 通過引入用戶自定義的充電偏好(例如指定他們希望汽車何時充電)來增強對 EVSE 支持,讓用戶可以根據便利性和成本來選擇最佳充電時間,在上一版本 1.3 的臨時功能上更進一步。

恆溫器功能的增強 - 恆溫器功能集增加了對時間表和預設模式(如度假和在家/外出設置)的支持。預設模式可以通過運動傳感器觸發,與其他設備集成,甚至基於日曆事件來進行自動化。

設備能源管理和模式 – 通過對設備能源管理的支持,Matter 1.4 讓耗能設備能夠根據能源使用預測和電源管理需求調整啟動時間。此功能非常適合設備優化其能耗模式。新的設備能源管理模式功能集讓設備可以輕鬆地在設備自身、本地網絡、或電網這些不同的能源優化範圍之間切換,為管理家庭電力提供了更大的靈活性和效率。

以上新的設備類型及特性的加入,再次大大豐富的 Matter 以及智能家居生態的覆蓋面,注入新的活力。

全新設備類型引入:固定式開關和可調節負載控制器

Matter 1.4 引入了兩種新的設備類型,專門針對為接線設備提供電力的牆面固定智能家居設備,例如用於控制燈光、風扇和其他非智能電器的牆面開關。
以前,這些設備經常作為燈這一設備類型來開發,這樣會限制用戶界面或自動化的靈活性。現在可以找到直接的設備類型定義

占用傳感器功能的改進

增強後的傳感器功能集已經能夠支持雷達、視覺和環境傳感技術等傳感功能。
此次更新還引入了可定製的靈敏度設置、將傳感器調適和歷史狀態上報改進為基於事件進行更新。提供了更精確和適應性更強的智能家居體驗。
這些更新為未來支持新的傳感技術(如人員檢測和活動分類功能)奠定了基礎。

電池供電設備的改進

Matter 1.4 為間歇性連接設備 (ICDs),如開關、按鈕和傳感器等,增強了核心功能,以優化電池使用壽命和通信。關鍵更新包括延長電池壽命的長空閒時間 (LIT, Long Idle Time)協議,以及確保應用了 LIT 的低功耗設備能夠進行可靠通信的新的 Check-in 簽到協議。此外,設備可以基於可預測的屬性變化進行更少頻次的報告,減少網絡流量,從而提高了電池性能和網絡效率。

NXP MCX W71 支持 Thread 以及後續 Matter 協議,包括目前的 Matter 1.4 新版本規範~

NXP MCX W71



                                                          圖 1:NXP MCX W71 架構框圖

Application Core

  • Up to 96 MHz Arm Cortex-M33 core
  • 1 MB program Flash with ECC
  • 128 kB SRAM

Radio Core

  • Dedicated CM3 core
  • Secure 256 kB Flash for authenticated NXP 15.4 and Bluetooth Low Energy controller stack firmware
  • 88 kB dedicated SRAM
  • IEEE 802.15.4–2015 compliant radio
  • Improved enhanced ACK timing support in the 802.15.4 hardware
  • Dual PAN support(Zigbee & Thread Work at the same time)
  • 2.4 GHz Bluetooth Low Energy Version 5.3 upgradeable radio supporting up to 24 simultaneous hardware connections in any central/peripheral combination
  • Programmable Transmit Output Power up to +10 dBm
  • Data Rates: 125 kbps, 500 kbps, 1 Mbps, and 2 Mbps
  • Modulation Types: 2 Level FSK, GFSK, MSK, GMSK
  • On-chip balun with single ended bidirectional RF port

Package

          7 x 7 mm 48HVQFN

Low Power Consumption

  • Transceiver current (DC-DC buck mode, 3.3 V supply)
    • Typical TX at 0 dBm: 4.6 mA and 18.7 mA at 10 dBm
    • Typical RX: 4.7 mA

W71 為無線子系統配備了一個專用MCU核,確保實時、低級別的無線功能與應用代碼隔離。這也意味著可以簡化無線子系統固件更新,以支持未來的各種無線標準。無論是作為獨立 MCU,還是作為主 MCU 或 MPU 的無線協處理器,MCX W71都非常適合無線邊緣設備。

參考文獻:

《 Matter 1.4 讓智能家居更強大 》——CSA 聯盟

Matter 1.4 技術規範: https://csa-iot.org/developer-resource/specifications-download-request/

NXP MCX W71  介紹鏈接https://www.nxp.com/products/processors-and-microcontrollers/arm-microcontrollers/general-purpose-mcus/mcx-arm-cortex-m/mcx-w-series-microcontrollers/mcx-w71x-secure-and-ultra-low-power-mcus-for-matter-thread-zigbee-and-bluetooth-le:MCX-W71X

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