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Seeed Studio XIAO nRF54L15 Matter

介绍​

Nordic Semiconductor 的 nRF54L15 是为物联网设计的下一代超低功耗无线 SoC。它支持多种协议，包括 Matter、Thread、Zigbee、Bluetooth LE 和 NFC，使开发者能够构建可互操作且面向未来的智能家居设备。

随着 Matter 作为连接标准联盟（CSA）推广的统一连接标准的兴起，nRF54L15 提供了一个强大的开发平台来探索和验证 Matter 应用。其高性能、低功耗和集成的多协议无线电使其非常适合消费级智能家居产品和工业物联网设备。

在本文档中，我们将介绍 Nordic SDK 中为 nRF54L15 提供的 Matter 示例应用程序。这些示例演示了关键功能，如设备入网、安全通信以及与 Apple HomeKit、Google Home 和 Amazon Alexa 等常见生态系统的交互。

先决条件​

要开始在 XIAO nRF54L15 上开发 Matter 应用程序，请确保准备好以下硬件和软件组件。

硬件​

  • Seeed Studio XIAO nRF54L15 开发板。
  • 支持的 Matter Hub（例如，Amazon - Echo Dot）以连接到 Matter 网络。
  • Matter 控制器（例如 Amazon Alexa App）来管理和与您的 Matter 设备交互
Seeed Studio XIAO nRF54L15Seeed Studio XIAO nRF54L15 Sense
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软件​

tip

在运行示例之前，请确保已在 nRF Connect SDK 中配置了 XIAO nRF54L15。如果尚未完成，请参考此 Wiki 指南。

Matter 示例快速入门​

创建 Matter 例程​

在 VSCode 的 nRF Connect 扩展中，选择：Create New Application → Copy Example → 输入 "matter" → 选择 Matter Thermostat

编程后，示例会自动启动 Bluetooth® LE 广播，并准备将 Matter 设备配置到支持 Matter 的 Thread 网络中。示例使用 LED 来显示连接状态。

示例可以在以下模式之一中运行：

  • 模拟温度传感器模式 - 在此模式下，恒温器示例生成模拟温度测量值并将其打印到终端。这是默认模式，示例提供模拟温度值。（这里我们默认使用）

  • 真实温度传感器模式 - 在此模式下，恒温器示例绑定到远程 Matter 温度传感器，该传感器提供真实的温度测量值。此模式需要外部传感器集成。



tip

  • 请注意，您的 SDK 版本必须是 3.0.2。低于此版本可能会导致错误。

  • 目前仅支持两个例程（Matter Thermostat 和 Matter Light Bulb）。未来将逐步添加更多例程。

配置开发板​

在 board 目录下创建以下两个文件，分别命名为

导航到 sysbuild/mcuboot/boards 目录并添加以下两个文件：

启用分区和 DFU​

构建项目​

  • 打开 Add Build Configuration 窗口。
  • 在 SDK 字段中，选择所需版本（例如，nRF Connect SDK v3.0.2）。
  • 在 Toolchain 字段中，选择匹配的版本。
  • 对于 Board target：xiao_nrf54l15/nrf54l15/cpuapp

West Flash 烧录程序​

  • 打开 nRF 终端
  • 只需输入 west flash 命令，要烧录您的设备，只需输入 west flash 命令。红色高亮显示的路径表示您编译的 .elf 文件的位置。您可以使用相同的路径找到相应的 .hex 文件，该文件适用于使用 J-Link 调试器进行编程。

添加 Matter 设备​

编译并将固件烧录到 XIAO nRF54L15 后，您可以使用 nRF Serial Terminal 工具查看调试日志并获取设备配置二维码。

步骤 1. 打开 Manager Toolchains 并启动 Terminal Tools。

步骤 2. 在侧边栏工具栏中，选择 nRF Serial Terminal 以访问串口。

步骤 3. 从弹出菜单中，选择与您的 XIAO nRF54L15 对应的串口。

步骤 4. 终端打开后，您将在日志中看到打印的配置二维码链接。复制此链接并在浏览器中打开以生成 Matter 设备二维码。

步骤 5. 使用兼容 Matter 的平台扫描此二维码以添加您的设备。

Matter Hub 配置​

下载 Alexa App​

在 Alexa App 中添加 Matter 设备​

  • 转到 Home：打开 Alexa App 并点击右上角的 "+" 按钮。
  • Add Device：从菜单中选择 "Device"。
  • Choose Device Type：在设备列表中选择 "Matter"。
  • Scan QR Code：在 Matter 设置屏幕上，点击 "Scan QR Code" 并扫描设备上的二维码（或选择输入数字代码）。
  • Rename Device：设置完成后，为您的设备命名，例如 "Thermostat"，然后点击 Update Name。
  • Device Appears in List：添加后，您将在设备列表中看到新的恒温器。
  • Control Device：打开恒温器控制页面来调节温度（例如，制冷至 79°F，制热至 68°F）并设置模式（例如，Auto）。

项目目录概览​

default_zap/​

  • thermostat.zap
    • ZAP 配置文件，定义了 Matter 恒温器应用程序的集群和属性设置。
  • zap-generated/
    • 基于 .zap 配置从 ZAP 工具自动生成的源文件。

temperature_measurement/​

  • sensor.cpp / sensor.h
    • 温度传感器的底层驱动抽象。
    • 处理读取原始温度值。
  • temp_sensor_manager.cpp / temp_sensor_manager.h
    • 管理传感器数据收集。
    • 为高级组件提供处理后的温度值。
    • temperature_manager.cpp / temperature_manager.h
    • 监督温度控制逻辑。
    • 与 Matter 属性（例如，当前温度、设定点）接口。

应用层​

  • app_task.cpp / app_task.h
    • 定义主应用任务循环。
    • 协调初始化、事件处理和与 Matter 堆栈的通信。
  • main.cpp
    • 应用程序的入口点。
    • 初始化硬件、Matter 堆栈并启动应用任务。
    • chip_project_config.h
    • Matter 堆栈的项目特定配置。
    • 包括集群定义、属性存储大小和功能开关。

Matter 集成​

  • thermostat.matter
    • Matter 设备定义文件，描述恒温器的集群、属性和端点。
  • zcl_callbacks.cpp
    • 实现 Zigbee 集群库（ZCL）的回调函数。
    • 处理属性更改、命令（例如，设定点更新）和报告。

参考资料与资源​

如果您是 Matter 新手，以下资源提供了在 Matter 生态系统中工作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，涵盖生态系统的基本概念和组件。
  • Matter 开发者之旅：Matter 开发过程的综合指南，包括有效实施所需的工具、资源和最佳实践。
  • Matter 规范：Matter 协议及其组件的技术规范。这是了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，该模型标准化了设备功能和能力在 Matter 生态系统中的表示方式。

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不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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