iOS matter

https://developer.apple.com/cn/apple-home/matter/

Matter 是一种 智能家居设备的通用连接协议，由 CSA（Connectivity Standards Alliance，连接标准联盟） 开发，旨在让不同品牌和平台的智能家居设备能够无缝互通。

Matter 允许设备通过 Wi-Fi、以太网、Thread 和 BLE 进行通信，支持 苹果 HomeKit、Google Home、Amazon Alexa 和 SmartThings 等智能家居生态系统。

Matter介绍

 Matter 的核心特点

✅ 跨平台兼容：支持 Apple、Google、Amazon、Samsung 等生态系统。

✅ 本地运行：设备之间可以本地通信，无需云端支持，更快、更安全。

✅ 多种通信协议：支持 Wi-Fi、Thread、BLE、以太网（不支持 Zigbee 和 Z-Wave）。

✅ 低功耗支持：Thread 适用于低功耗设备（如智能灯泡、门锁等）。

✅ 安全性强：采用 AES 加密、区块链认证，确保设备通信安全。




Matter 设备如何通信？

Matter 主要通过 IP 协议（IPv6）进行设备通信，并支持以下几种方式：

1.Wi-Fi：用于高带宽设备（如智能音箱、摄像头）。

2.Thread：低功耗无线通信，适用于门锁、灯泡等小型设备。

3.以太网（Ethernet）：用于稳定的有线连接设备（如智能家居中枢）。

4.BLE（蓝牙低功耗）：用于设备初次配对（不用于持续通信）。




Matter 设备的通信流程

1.设备发现：使用 BLE 进行初始配对，或通过 IP 发现设备。

2. 身份认证：设备通过 区块链证书（DAC - Device Attestation Certificate） 进行安全认证。

3.本地控制：设备通过 Wi-Fi 或 Thread 与其他设备本地通信，无需互联网。

4.云端集成（可选）：如果设备需要远程控制，可以通过 云端桥接（如 HomeKit、Alexa、Google Cloud）。

Matter 的实际应用

✅ 兼容的智能设备：

•智能灯泡（如 Philips Hue、Nanoleaf）

•智能门锁（如 August、Yale）

•智能开关 & 插座（如 TP-Link、Eve）

•智能传感器（如 Aqara、Eve）

•智能音箱 & 电视（如 Google Nest、Apple HomePod、Amazon Echo）

✅ 兼容的平台：

•Apple Home（iOS 16+）

• Google Home

• Amazon Alexa

• Samsung SmartThings

1. 配置 Matter SDK

在 Xcode 项目中，需要：

1. 启用 Matter Support：

• 在 Signing & Capabilities 选项卡中，添加 Matter 配件开发权限。

2. 添加 MatterSupport 框架：

• 在 Frameworks, Libraries, and Embedded Content 中，添加 MatterSupport.framework。

2. 配对 Matter 设备

在 Matter 设备连接时，我们需要 搜索可用设备 并 进行配对。

🔹 代码示例

import UIKit
import MatterSupport

class ViewController: UIViewController {
    let matterPairingManager = MTPairingManager()
    
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        
        // 开始扫描并配对 Matter 设备
        startPairing()
    }
    
    func startPairing() {
        let setupPayload = MTSetupPayload(onboardingPayload: "MT:1234567890") // 示例二维码数据
        
        matterPairingManager.pairDevice(with: setupPayload) { result in
            switch result {
            case .success(let pairedDevice):
                print("✅ 设备配对成功: \(pairedDevice)")
            case .failure(let error):
                print("❌ 设备配对失败: \(error.localizedDescription)")
            }
        }
    }
}

✅ 解释：

• MTSetupPayload 解析 Matter 设备的二维码或手动输入代码。

• MTPairingManager.pairDevice 进行配对，成功后返回 设备信息。

3. 发现 & 控制 Matter 设备

配对成功后，我们可以发现设备，并进行 开/关控制（比如智能灯泡）。

🔹 代码示例

import Matter

class MatterDeviceController {
    let deviceController = MTRDeviceController.sharedController
    
    func turnOnLight(deviceID: UInt64) {
        guard let device = deviceController.device(forNodeID: deviceID) else {
            print("❌ 找不到设备")
            return
        }
        
        let command = MTRBaseClusterOnOff()
        command.off()
        
        print("💡 发送开灯命令")
        device.sendCommand(command, completion: { success, error in
            if success {
                print("✅ 灯已打开")
            } else {
                print("❌ 开灯失败: \(String(describing: error?.localizedDescription))")
            }
        })
    }
}

✅ 解释：

• MTRDeviceController.sharedController.device(forNodeID:) 查找 Matter 设备。

• MTRBaseClusterOnOff().off() 发送 开灯/关灯 指令。

•通过回调确认命令执行成功或失败。

4. 监听设备状态（比如灯泡亮度变化）

如果你想监听 Matter 设备的状态（如 灯泡亮度变化），可以使用 订阅机制。

🔹 代码示例

import Matter

class MatterDeviceMonitor {
    let deviceController = MTRDeviceController.sharedController
    
    func subscribeToLightStatus(deviceID: UInt64) {
        guard let device = deviceController.device(forNodeID: deviceID) else {
            print("❌ 找不到设备")
            return
        }
        
        device.subscribe(toCluster: MTRBaseClusterLevelControl.self, attributeId: 0x0000, minInterval: 1, maxInterval: 10) { value, error in
            if let brightness = value as? UInt8 {
                print("💡 当前亮度: \(brightness)%")
            } else {
                print("❌ 订阅失败: \(String(describing: error?.localizedDescription))")
            }
        }
    }
}

✅ 解释：

• subscribe(toCluster:attributeId:minInterval:maxInterval:) 订阅 亮度属性 (0x0000)。

•回调返回亮度值（单位 %）。

• 适用于 智能灯泡、温控器等可变设备。

🔹 Matter 的优势：

•通用协议，支持 Apple、Google、Amazon。

•本地运行，无需云端，更安全。

•跨品牌兼容，支持不同厂商设备互联。

1. Matter.framework

📌 主要用于：

✅ 控制 Matter 设备（如灯泡、门锁、恒温器）。

✅ 管理设备状态（订阅设备状态变化，如灯泡亮度）。

✅ 发送指令（如开关灯、调整温度）。

✅ 本地和远程控制（可以通过 Apple Home 或自定义 App）。

📌 适用场景：

•开发智能家居 App，用于控制和管理 Matter 设备。

•智能家居平台集成，支持 Apple HomeKit 和其他 Matter 设备。

📌 示例代码（控制灯泡）：

查看代码

 import Matter

class MatterDeviceController {
    let deviceController = MTRDeviceController.sharedController

    func turnOnLight(deviceID: UInt64) {
        guard let device = deviceController.device(forNodeID: deviceID) else {
            print("❌ 设备未找到")
            return
        }
        
        let command = MTRBaseClusterOnOff()
        command.on()  // 开灯指令
        
        device.sendCommand(command) { success, error in
            if success {
                print("✅ 灯已打开")
            } else {
                print("❌ 开灯失败: \(String(describing: error?.localizedDescription))")
            }
        }
    }
}

🔹 关键点：

• MTRDeviceController.sharedController：用于管理 Matter 设备。

• device.sendCommand(command)：发送控制指令（如开灯、关门）。

2. MatterSupport.framework

📌 主要用于：

✅ 发现和配对 Matter 设备（设备加入本地网络）。

✅ 处理设备的配网和认证（二维码扫描或手动输入）。

✅ 添加设备到 HomeKit 或其他智能家居平台。

📌 适用场景：

•初次连接 Matter 设备（类似 Wi-Fi 设备的配网过程）。

•配网、身份验证，确保设备能正常连接到本地网络。

📌 示例代码（扫描二维码进行配对）：

查看代码

 import MatterSupport

class MatterPairingManager {
    let pairingManager = MTPairingManager()

    func pairDevice() {
        let setupPayload = MTSetupPayload(onboardingPayload: "MT:1234567890")  // 示例二维码数据

        pairingManager.pairDevice(with: setupPayload) { result in
            switch result {
            case .success(let pairedDevice):
                print("✅ 设备配对成功: \(pairedDevice)")
            case .failure(let error):
                print("❌ 设备配对失败: \(error.localizedDescription)")
            }
        }
    }
}