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Seeed Studio XIAO MG24 示例 - Matter

介绍​

Matter 是一个开源的统一标准，用于智能家居技术，促进不同设备和生态系统之间的互操作性。它由连接标准联盟（Connectivity Standards Alliance，CSA）开发，使不同制造商的设备能够无缝通信，无需互联网连接。Matter 原生支持与 Apple HomeKit、Google Home 和 Amazon Alexa 等平台的兼容，使得在智能家居系统中集成设备变得更加容易。要深入了解 Matter，请参考官方 Matter 文档。

在2024年1，Silicon Labs 和 Arduino 联手合作，降低了 Matter 采用的门槛，提供了一条简化使用 Matter 与 Arduino 生态系统的开发路径。这一合作旨在使 Matter 开发更加易于访问，帮助 Arduino 开发者克服常见的挑战，并无缝地采用 Matter。

Matter 在局域网中高效运行，提供可靠、低延迟的通信，而无需互联网访问。这一特性显著提高了安全性和设备性能。

本文档将指导您如何在 XIAO MG24 上使用 Arduino 开发 Matter 应用程序。

前提条件​

在开始在 XIAO MG24 上开发 Matter 应用程序之前，请确保以下硬件和软件组件已准备好。

硬件​

  • Seeed Studio XIAO MG24 开发板。
  • 支持的 Matter Hub（例如 Apple HomePod mini），用于连接到 Matter 网络。
  • Matter 控制器（例如 Apple HomeKit 应用程序），用于管理和与 Matter 支持的设备进行交互。

以下表格2提供了各个生态系统中兼容 Matter 的 Hub 示例：

制造商 / 生态系统设备
Google HomeNest Hub Gen2
Apple HomeKitHomePod Gen2, HomePod mini
Amazon AlexaEcho Gen4
Raspberry Pi OTBRRaspberry Pi

默认情况下，假设您已经准备好了至少一个Matter Hub和一个 Matter 控制器（例如安装了 HomeKit 的 iPhone），以便进行测试。

软件​

所需的软件包括带有 Silicon Labs Arduino 核心的 Arduino IDE：

请确保选择 Matter 协议栈：

快速入门 Matter 灯泡示例​

Matter 灯泡示例展示了一个简单的 Matter 应用程序，允许通过 Matter 网络控制 内置 LED。这个示例为刚接触 Matter 集成的 XIAO MG24 开发者提供了一个实用的起点。

要在 Arduino IDE 中访问该示例：

为了方便，以下提供了对示例代码中设备名称的修改，以便进行个性化设置。

/*
   Matter 灯泡示例

   本示例展示了如何使用 Arduino Matter API 创建一个简单的开关灯泡。

   用户可以通过 Matter 控制板载 LED。
   设备必须先与 Matter Hub 配对。

   作者：Tamas Jozsi (Silicon Labs)
   修改者：Spencer Y (Seeed Studio)
 */
#include <Matter.h>
#include <MatterLightbulb.h>

MatterLightbulb matter_bulb;

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  Matter.begin();
  matter_bulb.begin();

  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LED_BUILTIN_INACTIVE);

  Serial.println("Matter 灯泡");

  matter_bulb.set_device_name("XIAO MG24 bulb");    // 自定义默认设备名称
  matter_bulb.set_vendor_name("Seeed Studio");      // 设置供应商名称
  matter_bulb.set_product_name("Seeed Matter 灯泡"); // 定义产品名称

  if (!Matter.isDeviceCommissioned()) {
    Serial.println("Matter 设备尚未配对");
    Serial.println("使用手动配对码或二维码将其配对到您的 Matter Hub");
    Serial.printf("手动配对码: %s\n", Matter.getManualPairingCode().c_str());
    Serial.printf("二维码 URL: %s\n", Matter.getOnboardingQRCodeUrl().c_str());
  }
  while (!Matter.isDeviceCommissioned()) {
    delay(200);
  }

  Serial.println("等待 Thread 网络...");
  while (!Matter.isDeviceThreadConnected()) {
    delay(200);
  }
  Serial.println("已连接到 Thread 网络");

  Serial.println("等待 Matter 设备发现...");
  while (!matter_bulb.is_online()) {
    delay(200);
  }
  Serial.println("Matter 设备已上线");
}

void loop()
{
  static bool matter_lightbulb_last_state = false;
  bool matter_lightbulb_current_state = matter_bulb.get_onoff();

  // 如果状态为开且上一个状态为关，则打开 LED
  if (matter_lightbulb_current_state && !matter_lightbulb_last_state) {
    matter_lightbulb_last_state = matter_lightbulb_current_state;
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LED_BUILTIN_ACTIVE);
    Serial.println("灯泡开");
  }

  // 如果状态为关且上一个状态为开，则关闭 LED
  if (!matter_lightbulb_current_state && matter_lightbulb_last_state) {
    matter_lightbulb_last_state = matter_lightbulb_current_state;
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LED_BUILTIN_INACTIVE);
    Serial.println("灯泡关");
  }
}

刷写固件​

  1. 将代码复制到 Arduino IDE 中，并上传到 XIAO MG24 开发板。

  2. 刷写固件后，按下 RESET 按钮或重新连接 XIAO MG24 以重启开发板。

  3. 打开串口监视器以确认设置。您应该看到类似以下的输出：

配对二维码​

串口监视器将显示一个 URL，用于生成设备配对所需的二维码。复制该 URL，粘贴到浏览器中，并使用您的 Matter 控制器（例如，HomeKit）扫描生成的二维码。

测试设备​

扫描二维码后，Matter 控制器（如 HomeKit）会提示您确认设备的身份。一旦确认，设备将显示在应用程序中。您现在可以直接从应用界面控制 XIAO MG24 的内置 LED 并测试其响应能力。

参考资料与资源​

如果您是 Matter 新手，以下资源为您提供了在 Matter 生态系统中工作所需的基础知识和开发支持：

  • 快速入门指南：学习 Matter 基础知识的理想起点，涵盖了生态系统中的基本概念和组件。
  • Matter 开发者之旅：全面的 Matter 开发流程指南，包括所需的工具、资源以及有效实施的最佳实践。
  • Matter 规范：Matter 协议及其组件的技术规范。这是理解协议功能和操作细节的主要资源。
  • 设备数据模型 - Google Home 开发者：设备数据模型的深入解释，标准化了如何在 Matter 生态系统中表示设备功能和能力。
  • Matter 开发框架概述：专门为 XIAO ESP32C6 量身定制的 Matter 开发框架指南，提供了另一种 Matter 设备开发方法。

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供多种支持，确保您的使用体验尽可能顺畅。我们提供了多种沟通渠道，以满足不同的需求和偏好。

  1. Silicon Labs 和 Arduino 合作推动 Matter 普及 - 2024年2月6日↩
  2. README - Arduino Matter 库↩
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