Matter 系列文章

Matter 系列 #1 I 智能家居互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn) Matter 將帶來哪些好處？

Matter 系列 #2 I 智能家居互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn) Matter 的數(shù)據(jù)模型

持續(xù)更新中......

在上一篇文章中，我們介紹了智能家居互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn) Matter 將帶來哪些好處。這篇文章，讓我們來聊聊 Matter 的數(shù)據(jù)模型。設(shè)備開發(fā)人員通常會通過數(shù)據(jù)模型來定義 Matter 設(shè)備的功能。它將定義一個典型 Matter 節(jié)點的主要組成部分。

為了方便理解，我們以構(gòu)架一個照明系統(tǒng)為例，它包括一個 Dimmable Light（可調(diào)光燈泡）和一個 On/Off Light（簡單開關(guān)燈泡）。

Matter 結(jié)構(gòu)的主要組成部分

照明系統(tǒng)在 Matter 結(jié)構(gòu)下的表示方式如下圖所示。

Node（節(jié)點）：節(jié)點通常被定義為一個具有某些功能的網(wǎng)絡(luò)可尋址實體，具有唯一性。用戶可以看到的智能設(shè)備實體，比如我們的這個照明系統(tǒng)，就是一個節(jié)點。

Endpoint（端點）：端點可以被想象為一個可提供某種或某些服務(wù)的虛擬設(shè)備，每個節(jié)點可以擁有多個端點。比如，我們照明系統(tǒng)節(jié)點就擁有不止一個端點，Dimmable Light 和 On/Off Light 都是照明系統(tǒng)節(jié)點的端點。

注意，每個節(jié)點的第一個端點 Endpoint 0 用于提供一些適用于整個節(jié)點的服務(wù)，因此需要保留。我們將在下文具體介紹。

Matter 規(guī)范還定義了一些常見的 Device Types（設(shè)備類型），可代表一組常用功能。例如，我們的 Dimmable Light 和 On/Off Light 均為 Matter 規(guī)范中定義的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備類型。

Cluster：多個常用操作組合為一個可復(fù)用的模塊。

以上圖為例，我們的 Dimmable Light (Endpoint 1) 中有 2 個標(biāo)準(zhǔn) Cluster：On/Off Cluster 和 Level Control Cluster。其中，On/Off Cluster 可完成打開或關(guān)閉設(shè)備的操作，Level Control Cluster 可完成配置設(shè)備電平的操作。也就是說，在實際的的 Dimmable Light 應(yīng)用中，On/Off Cluster 可以控制燈泡的開關(guān)，Level Control Cluster 可以調(diào)節(jié)燈泡的亮度。

更進(jìn)一步，假設(shè)我們還希望使 Dimmable Light 支持顏色控制功能，那么在該 Endpoint 中，還需要引入一個名為 Color Control 的標(biāo)準(zhǔn) Cluster，用于控制燈泡的顏色。

我們照明系統(tǒng)中的另一個燈泡 On/Off Light 僅支持打開或關(guān)閉功能，因此只包括一個 On/Off Cluster。

從上圖中，我們可以看到，每個 Cluster 內(nèi)都有自己的 Attribute 和 Command。

Attribute：Attribute 表示可以讀取或?qū)懭氲膬?nèi)容。比如，On/Off Cluster 包含一個 OnOff Attribute，代表設(shè)備實際打開或關(guān)閉的狀態(tài)；Level Control Cluster 包含一個 CurrentLevel Attribute，代表設(shè)備的電平等級。

Attribute 既可以長期有效，也可以在設(shè)備重啟之后失效；讀寫權(quán)限也可設(shè)置為“只讀”或“可讀可寫”。

Matter 規(guī)范中的 Attribute 支持豐富的數(shù)據(jù)類型：包括典型值、布爾值、整數(shù)（有符號/無符號）、浮點數(shù)、枚舉數(shù)、字符串，甚至集合（列表或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）。

Command：Command 代表觸發(fā) Cluster 進(jìn)行某種行為的能力。每條 Command 可以有自己的參數(shù)。以上圖為例，On/Off Cluster 中的 Toggle（切換開關(guān)）Command，可以改變 Cluster 的 OnOff Attribute；Level Control Cluster中有 MoveToLevel、Move、Step 等 Command，可以調(diào)整 Cluster 的 CurrentLevel Attribute。

Matter 規(guī)范提供了一系列標(biāo)準(zhǔn) Cluster（及其 Attribute 和 Command）。用戶可根據(jù)具體設(shè)備，從列表中尋找適合自己設(shè)備的 Cluster。

以上是 Matter 數(shù)據(jù)模型中常見組成部分的介紹。接下來，我們將介紹另一組概念：Cluster Server（Cluster 服務(wù)器）和 Cluster Client（Cluster 客戶端）。

Cluster 服務(wù)器和 Cluster 客戶端

每個 Matter Cluster 均有自己的服務(wù)器以及對應(yīng)的客戶端。以我們的照明系統(tǒng)為例，Dimmable Light 和 On/Off Light 均可提供照明服務(wù)，因此均作為服務(wù)器，而用戶通過 Cluster 客戶端與服務(wù)器進(jìn)行交互。

Cluster 服務(wù)器和客戶端之間的關(guān)系如下圖所示，其中：

• 在 Dimmable Light 的例子中，Dimmer Switch（調(diào)光開關(guān)）作為 OnOff Cluster 和 Level Control Cluster 的客戶端，可以控制作為 Cluster 服務(wù)器的燈泡。

• 在 On/Off Light 的例子中，Simple Switch（簡單開關(guān)）作為 OnOff Cluster 的客戶端，可以控制作為 Cluster 服務(wù)器的燈泡。

• 此外，我們還可以將手機(jī) App 作為 Cluster 的客戶端，它同樣可以控制作為 Cluster 服務(wù)器的燈泡。

• 請注意，這里的 Dimmer Switch、Simple Switch、Dimmable Light、On/Off Light 和手機(jī) App 均為 Matter 節(jié)點。

下圖表示了上述概念在其他用例中的定義。

Endpoint 0

最后，讓我們回到前文未作介紹的 Endpoint 0。Endpoint 0 的設(shè)備類型為“根節(jié)點”。作為一個特殊的 Endpoint，它提供了一些適用于整個節(jié)點的 Cluster，包括：

• Basic Information Cluster Server（基本信息 Cluster 服務(wù)器）：提供有關(guān)節(jié)點的基本信息，如固件版本、制造商等。

• ACL Cluster Server（ACL Cluster 服務(wù)器）：允許配置可訪問控制此節(jié)點的其他節(jié)點列表。

• Network Commissioning Cluster Server（網(wǎng)絡(luò)調(diào)試 Cluster 服務(wù)器）：允許在節(jié)點上配置網(wǎng)絡(luò)（Wi-Fi、以太網(wǎng)、Thread 等）。

請注意，Matter 規(guī)范中還定義了所有 Endpoint 均需提供的強(qiáng)制性 Cluster。同理，每個 Cluster 中也可能定義了一些強(qiáng)制性 Attribute 和 Command，這里不一一列出。

以上是 Matter 系列文章第二篇的全部介紹，希望本文有助于用戶使用 Matter 數(shù)據(jù)模型定義設(shè)備功能。