【nRF7002-DK Wi-Fi® 6开发套件评测】#6 基于nRF7002开发matter协议的部署
<div class='showpostmsg'><p>基于nRF7002开发matter协议的部署</p><p>1 Matter协议的组织</p>
<p> 虽然围绕matter的开发很热，但是完整实现的开发环境实例并不多，nRF7002就是一个很好的开发平台，不过，这个过程显得非常不友好，至少是在国内的伙伴们。本周尝试了10天左右，应该是说再见的时候。主要的原因就是第一步Matter的构建，需要从github源下载文件，在没有完全完成的情况下，已经达到11G。按照当下github所能提供的流量通道，这个已经很多了，但是这个matter需要完整引用多个submodule，这样至少有三层的子模块在--recursive的选项下是必须下载的，而这个过程其实几乎无法完全控制，在基本下载完的情况下，尝试build就首战告负，显示开发环境有开发错误，这个在不同版本的操作系统下并不罕见，不过，如果不是生产环境，仅仅是测试的过程，就要替厂家debug这个就有些划不来的。所以，这个部分的评测就此中止了。后面原计划还有的连续测试也就只好随后再说了。</p>
<p> 不过，这个也说明了当下matter发展所遇到的现状。就是匆匆推出抢占市场，即使是在基础测试很成熟的情况下，在多态适应，多种场景切换，以及不同版本兼容上，还有很大的工作没有完成，无法成为市场的主体。仅从matter的开发需要下载11G的代码就可以看出，这个工作量偏大了。</p>
<p> 在此，重新理清matter的脉络。</p>
<p> 首先，matter是需要构建围绕2.4GHz的通讯协议互相联通的问题，目前主要的2.4GHz协议是wifi，蓝牙，低功耗蓝牙，蓝牙Mesh，thread，zigbee，以及各个厂家的私有协议，如TI的自有2.4GHz协议。其中wifi和蓝牙已经自称一体，各自在大流量和低功耗上分别占有主导地位，其实，出货量大的情况下，在小圈子里也可以自洽了。这个matter的最大收益者应该是zigbee，应该是zigbee的商业路线起步就要认证收费，和蓝牙等低门槛没认证就铺货不是一个玩法，然后wifi出了ESP芯片，一下子把硬件门槛给减下去了，所以wifi也是因为esp而赢麻了。还需要注意的是matter虽然号称开放，其实Lora，NB-IoT等并没有纳入其中，而且看来不打算纳入其中，所以嘛，还是 那个熟悉的味道。</p>
<div style="text-align: left;"></div>
<div style="text-align: left;">这个图就比较典型，wifi和thread都各自成网，以wifi接入点也就是我们常见的路由器，thread路由器分别作为高层的网，与必须具备的matter控制器一起构成更高级的网络，这样把异构的网络都连接起来。</div>
<div style="text-align: left;"> 具体实现的信号比较复杂，为了保证数据各自安好，同时避免分赃不匀，这个安全协议是相当的复杂，但是基于其复杂度而言，已经是非常效率高的，搞密码的可以好好研究一下。而对应终端开发者记住这样的简单逻辑就是，任意一个终端节点，包括控制这些节点的手机APP，桌面程序等都首先发出一个基于原始协议的信号包，然后到达各自的网关，这个网关把信息提交matter控制器，打包成matter包，然后分发给原来的网关或者其他网关，这些网关再解包分发，这个过程，终端节点的代码和协议完全不变，但是网关和matter控制器是必须更新代码的，这样。在新的构架下，基于matter的编号也是扩展长度的，用matterID来描述。</div>
<div style="text-align: left;"> 相比而言，wifi的路由是可以不升级代码的，貌似因为这个包可以整包传给matter控制器，自己只需要支持ipv6就行了，老猫应该是不灵了。</div>
<div style="text-align: left;">具体参照<a href="https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/protocols/matter/overview/network_topologies.html#ug-matter-configuring-controller">Matter network topology and concepts </a></div>
<p> </p>
<p>2 构建Matter的方法</p>
<p> 这里的核心就是构建matter控制器，目前，只有Linux可以支持，经过测试的操作系统不多，但是可以支持树莓派。这些matter代码，都需要原生系统上完成build，所以，花时间那个是不可避免的。</p>
<p> 这里可以直接使用已经build成的linux版本，不过，只提供了nRF SDK2.5.0的，使用sdk2.4.2的终端代码无法兼容。<a href="https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/protocols/matter/getting_started/testing/wifi_pc.html">Matter over Wi-Fi: Configuring CHIP Tool for Linux or macOS</a>以及<a href="https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/matter/chip_tool_guide.html">Working with the CHIP Tool</a>和<a href="https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/matter/BUILDING.html">Building Matter — Matter SDK documentation</a></p>
<p>首先，下载代码，如果提示用户名不灵，需要改用http下载，</p>
<pre>
<code>git clone --recurse-submodules git@github.com:project-chip/connectedhomeip.git</code></pre>
<p>然后需要完成依赖包安装</p>
<pre>
<code>sudo apt-get install git gcc g++ pkg-config libssl-dev libdbus-1-dev \
libglib2.0-dev libavahi-client-dev ninja-build python3-venv python3-dev \
python3-pip unzip libgirepository1.0-dev libcairo2-dev libreadline-dev</code></pre>
<p>配置好wifi，这个需要固定IP，如修改如下命令</p>
<pre>
<code>sudo nano /etc/systemd/system/dbus-fi.w1.wpa_supplicant1.service</code></pre>
<p>然后安装ZAP file，这个是支持zigbee的文件，已经提供了build release，就不用下载源码了，这个也是一个巨大的工程，提供源码就太浪费资源了。这个就是要形成和zigbee联通的资源包。</p>
<p>都配置好，就build一下，先启动虚拟环境</p>
<pre>
<code>source scripts/activate.sh</code></pre>
<p>然后使用ninja来构建，而不是cmake</p>
<pre>
<code>gn gen out/host
ninja -C out/host</code></pre>
<p>这样就在build目录下生成可执行的chiptool文件。当然，前提是没有报错啊。</p>
<pre>
<code>./scripts/examples/gn_build_example.sh examples/chip-tool BUILD_PATH</code></pre>
<p>3 启动chiptool的控制</p>
<p> chiptool的运行命令简单很多，</p>
<pre>
<code>$ ./chip-tool</code></pre>
<p>直接起飞，运行完成，这个是单此运行。需要完整的功能需要进入交互模式，这样就在配网成功，终端接入的情况下启动，需要网络构建成功</p>
<pre>
<code>./chip-tool interactive start</code></pre>
<p>如果需要thread，还需要启动thread，这里thread提供了一个docker影像，不用从头开始，</p>
<pre>
<code>sudo docker exec -it otbr sh -c "sudo ot-ctl dataset active -x"</code></pre>
<p>这样及形成matter测试的基本环境。</p>
<p> </p>
<p>4 终端设备的启动和运行</p>
<p> 终端设备运行和识别，需要40位代码，前12位是广播码，后27位是设备码，含厂家编号等。</p>
<ul>
<li>
<p>Discriminator - A 12-bit value used to discern between multiple commissionable device advertisements.</p>
</li>
<li>
<p>Setup PIN code - A 27-bit value used to authenticate the device.</p>
</li>
</ul>
<p>chiptool是单命令行，如果需要加入设备，或者控制设备的参数状态，都需要直接录入命令。比如，加入一个配对的设备，需要以下命令</p>
<pre>
<code>$ ./chip-tool pairing code <node_id> <qrcode_payload-or-manual_code></code></pre>
<p>如果实现专用的功能，那么还需要再编写一个交互界面，才能简单使用起来。</p>
<p>在各个终端的app都已经升级了针对matter的扫描加入和读码加入功能，用户使用起来，就靠那40位编号搞联通，还算方便，不过，小米什么都都还很淡定，等子弹再飞一会儿，兴许自己就玩没了呢？</p>
<p> </p>
<p>5 小结</p>
<p> 原本是希望给做一个从零起步的模板打样，结果搞到最后弄了一个现（场表）眼的表现，不过，再丑也见一下各位，有高手用躺雷区，可以继续，不过，目前，已经搞不动了，就先到这里结帖，也不多评价了，毕竟各路大佬已经急急慌慌的弄了一把了，看来还活挺多，超越了我的智能水准，就等大佬什么时候能整出适合智商低一下的工具再用不迟。</p>
<p> </p>
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