原创 带您快速认识智能家庭的沟通桥梁-Thread

Thread基本介绍：

Thread为一种专为低功耗设备（如传感器）以及低延迟而设计的网状网络(Mesh)协议，这种技术不依赖家中的互联网网络或Wi-Fi，而是通过建立专用网络来连接家里的设备，专门为分布在家中的智能家庭设备提供简单、安全可靠和低成本的方法来连接各种不同的智能家庭设备，这些设备可能会在数月或更长时间内保持不变和不使用，只有在需要时才会唤醒，并发送简单的信息，然后返回睡眠状态并尽可能长时间保存电池的电量而不要耗尽而设计的，例如：传感器、门锁、窗帘、灯泡、恒温器、警报器等。

Thread 网络保有扩充性，且能够支持高达 250 台以上的设备。

在智能家庭的Thread设备主要有路由器或终端设备功能，路由器通常是外部插入电源的设备，如：灯泡或智能插头用来提供与终端设备之间沟通的角色，而终端设备通常是由电池供电的设备，可长时间休眠增加电池寿命，如：传感器或是门锁，且具有自我修复功能，如果网络中有任何路由器因故脱机，则另一个路由器可以马上替补并接管其工作，这样网络就不会出现故障。

在Thread网络里的设备是经由点对点直接相互连接通信，不需要另外经由主控设备来连接，且能够寻找联机的最佳路径，这种设计方式能够直接降低联机功耗，并且减少延迟与碰撞。

简易显示各种智能家庭设备在Thread网络中扮演的角色以及互动方式 (下图)

而在Thread 网络中最特别的就是边界路由器（Thread Border Router），由于Thread网络本身可以独立运作且各终端设备间可以直接互相连接通信，但如果要连接至因特网则至少需要一个Thread边界路由器，其作用是将Thread网络与因特网相互连接，因此就算不在家里，也可以透过网络连接控制家中的智慧家庭设备。例如Amazon的Echo智能扬声器（第四代）、Apple的HomePod Mini和Apple TV 4K（第二代）都具有Thread边界路由器功能)

目前在市场上可以看到支持Thread技术的产品类如下：

• 智能门锁
• Wi-Fi 路由器
• 智能音箱
• 智能灯泡
• 智能传感器

由于Thread采用互联网协议(IP)的技术协议，可以连接众多IP协议的应用层，可支持项目如：Matter、DALI+、HomeKit等各种不同基于IP协议的应用层，用户可以选择使用任何一种应用层，甚至开发属于自己的应用层(下图)。

Image: Thread Group

Matter－智能家庭的新标准

Matter是目前最新的物联网标准，主要用以整合各种智能家庭的设备，不论配件原本透过哪种方式联机，都可以透过 Matter 进行跨平台使用。即使以后家中采用不同品牌的智能家庭产品，彼此都能兼容。
过去各智能家庭领域的公司一直试图与其他不同的公司进行产品区分，创造自己的生态系，试图垄断消费者市场，造成各种智能家庭设备的无线连接空间变得太繁琐复杂，失去了原本的方便性目的，因此在连接标准联盟(Connectivity Standards Alliance,CSA)标准组织的支持下，Apple、Amazon及Google等智能家庭生态系统龙头推动了让Matter成为智能家庭解决方案。

Matter 运作的架构

网络主要分成云端系统设备 (Ecosystem and cloud)、应用层 (Application Layer)、网络传输层 (Networking / Transport Layer)以及实体连接层 (Physical / Link Layer。

Matter位在应用层，负责定义设备的功能
网络传输层则是负责链接设备与智能家庭系统，可以经由ZigBee、Thread、Wi-Fi和 Bluetooth 等不同传输方式联机。
设备之间的自动化控制为智能家庭最重要的功能，Thread 技术协议在 Matter应用底下提供了更安全、方便且快速的联机。

下图分析了使用Thread的Matter设备在家庭网络中的工作方式，如：Matter开关控制器可以直接控制使用Thread 灯泡，中间不需要经过任何手机或云端应用程控。

Thread做为智能家庭最重要的标准联机协议，任何支持Matter标准的产品都必须支持Thread技术协议，因此执行Thread认证测试是必要的，且能够帮助厂商确保产品符合标准，提高产品的可靠性与互操作性，从而增加产品在市场上的竞争力以及品牌信任度，而选择信誉卓著的测试认证机构作为长期合作伙伴也将是产品质量确认重要的一环。

Thread 版本介绍：

目前 Thread 共分为 V1.1、V1.2 及 V1.3 三个版本，产品可针对任何一个版本执行认证测试，而这三个版本的测试为各自独立，但是必须向下支持，说明如下：

1. 如果产品要取得2认证，则需通过1 及 V1.2 认证测试。
2. 如果产品要取得3认证，则需通过1, V1.2与V1.3认证测试。
3. 如果产品需要支持 Matter 认证，则必须通过 Thread V1.3 认证测试。

认证测试流程：

认证测试流程包含：申请会员、执行预测试、取得 CID、执行正式认证、测试审核、授予产品认证证书，以下为流程详细说明：

(一) 申请会员：

任何产品在申请测试之前，需向协会注册会员，会员主要分为三种等级，其差异如下：

需特别注意的是 Implementer 级别的会员无法执行全新产品的认证测试 (ATL Testing)，只能选择藉由已通过认证的产品或组件执行继承 (Inheritance) 认证测试。

(二) 执行预测试 (Pretesting)

预测试可以由厂商自行执行，如厂商环境设备尚未完善，则可选择适合的认证单位合作执行预测试。

(三) 取得 CID (Certification ID)

每一件产品送测认证之前，都必须将产品相关信息文件填写完整，再将之寄送至协会，如协会确认无误之后，便会发给该产品一个编号作为CID，此CID会作为此产品专属ID使用。

(四) 执行正式认证测试 (ATL Testing)

选择配合的认证测试单位，建议选择能够长期配合的单位执行，对于产品的熟悉程度会比较高，在测试过程中遇到问题的修正更快速，缩短冗长的测试认证时程。

(五) 审核

测试完成后，将测试报告结果交由协会审查以确认完整性和准确性。协会同时会根据需要进行额外的数据审查、数据收集和/或测试分析，以解决问题与疑虑。
如果产品执行的是继承(Inheritance)认证，则不需经由认证测试单位执行完整测试，仅需要填写产品相关继承文件，并交由协会审核即可。

(六) 授予产品认证证书

当产品在测试结束并通过后授予。授予认证后，将为产品颁发正式证书，并提供适当的 Thread Certified 产品标志（Thread Certified Component 或 Built on Thread）使用。

通过 Thread认证测试的好处有哪些？

1.提高产品可靠性：
通过认证测试可以确保产品满足Thread标准，从而提高产品的可靠性以及稳定性。这可以帮助厂商和消费者确保产品符合技术标准规范要求，从而减少故障和问题，提高产品的质量。

2.确保产品的兼容性：
通过测试认证可以确保符合规范标准的产品可以互相沟通操作。这对于许多的智能家庭产品来说非常重要，因为不同厂商的产品可能会有不同的技术要求和规范，所以通过认证测试可以确保各种设备之间的相互沟通兼容性。

3.提高产品的市场竞争力：
产品可以通过测试认证，代表产品具有高质量以及可靠性，从而吸引更多企业以及消费者的关注与购买。