设备数据模型

Matter 中的设备具有明确定义的数据模型 (DM)，该模型是对设备功能的分层建模。在此层次结构的顶层是设备。

设备和端点

所有设备（包括智能手机和家居助理）都由节点¹组成。节点是网络中具有唯一标识且可寻址的资源，用户可以将其视为功能完整的整体。Matter 中的网络通信始于节点并在节点中终止。

节点是端点的集合。每个端点都包含一个特征集。例如，一个端点可能与照明功能相关，另一个端点与动作检测相关，还有一个端点与实用程序（例如设备 OTA）相关。

节点角色

节点角色是一组相关行为。每个节点可以具有一个或多个角色。节点角色包括：

• 调试程序：执行调试的节点。
• 控制器：可以控制一个或多个节点的节点。 示例包括 Google Home app (GHA)、Google Assistant 和 Google Nest Hub (2nd gen)。某些设备类型（例如开/关型灯具开关）具有控制器角色。
• 受控节点：可由一个或多个节点控制的节点。大多数设备类型都可以是受控设备，但具有控制器角色的某些设备类型除外，例如开/关型灯具开关。开关型灯具只能作为控制器。它不能是受控方。
• OTA 提供程序：可提供 OTA 软件更新的节点。
• OTA 请求方：可以请求 OTA 软件更新的节点。

集群

在端点中，节点有一个或多个集群。这些是设备层次结构中的另一个步骤，因为它们会对特定功能进行分组，例如智能插头上的开/关集群，或可调光灯端点上的亮度控制集群。

节点可能还有多个端点，每个端点都会创建同一功能的实例。例如，灯具可以提供对单个灯具的独立控制，而电源插排可以提供对单个插座的控制。

属性

在最后一级，我们会看到属性，即节点所持的状态，例如音量控制集群的当前音量属性。属性可以定义为不同的数据类型，例如 uint8、字符串或数组。

命令

除了属性之外，集群还有命令，即可执行的操作。它们在 Matter 的 DM 中相当于远程过程调用。命令类似于动词，例如对门锁集群执行锁门操作。命令可能会生成响应和结果；在 Matter 中，此类响应也定义为命令，方向相反。

事件

最后，集群可能还有事件，可视为过去状态转换的记录。属性代表当前状态，而事件是过去的日志，其中包含单调递增的计数器、时间戳和优先级。它们支持捕获状态转换，以及使用属性难以实现的数据建模。

端点 0 专用于实用程序集群。实用程序集群是封装端点上服务功能（例如发现、寻址、诊断和软件更新）的特定集群。另一方面，应用集群支持开启/关闭或温度测量等主要操作。

设备类型

设备制造商在规划新设备时，总共应包含哪些集群组合？

Matter 规范要求设备实现或扩展一个或多个设备类型。设备类型是一组必需和可选集群，用于定义实体设备的顶级属性，例如可调光灯、门锁或视频播放器。

设备类型并非由 Matter 规范主文档指定，而是由随附文档设备库指定。同样，所有应用集群均在应用集群库中定义。您可以在 Connectivity Standards Alliance (Alliance) 会员网站上找到这三份文件。

实现设备类型的每个端点都必须实现定义该设备类型的必需集群。除了必需的集群之外，端点还可以实现其他集群，包括设备类型的一个或多个可选集群，甚至是设备类型不包含的集群。

客户端和服务器

集群可以是客户端集群或服务器集群。虽然服务器是有状态的，并包含属性、事件和命令，但客户端是无状态的，其职责是与远程服务器集群发起互动，从而执行以下操作：

• 从其远程属性读取和向其远程属性写入。
• 读取其远程事件。
• 调用其远程命令。

虽然 DM 在节点内是分层的，但节点之间的关系不是。Matter 中的节点没有垂直控制器/外围设备或主副本/从副本关系。相反，这种关系是横向的：任何集群都可以是服务器或客户端。因此，对于不同的集群和功能，节点既可以是服务器，也可以是客户端。

例如，我们可以有两个桌灯：节点 A 和 节点 B。这两个节点都实现了开/关灯设备类型。此设备类型包含一个用于控制各自实体灯光输出的开/关服务器集群。

不过，与普通桌灯一样，我们的实体设备还将包含一个开关灯设备类型，用于其本地开关。此设备类型必须实现开/关客户端集群，以便控制服务器集群。

在此示例中，节点 A 上的开关型客户端集群会更改节点 A 和节点 B 上的开关型服务器集群的属性，而节点 B 的客户端集群只会更改节点 B 本身上的服务器集群。

在下一部分中，我们将详细介绍客户端集群和服务器集群之间的互动方式：互动模型。

描述符集群

顾名思义，描述符集群服务器提供自省信息。它描述端点，并列举其：

• 服务器集群。
• 客户端集群。
• 设备类型。
• 其他端点（称为“部件”）。

每种设备类型都需要实现描述符集群。根设备类型在端点 0 上定义。读取其描述符集群可让客户端能够遍历可用端点的整个树并执行适用的操作。

委托方或控制设备（例如手机或集线器）可以使用在描述符集群中找到的信息来对设备（灯、开关、水泵、温控器）以及设备的特定实例实现的特定功能进行建模，从而向用户显示正确的界面。

服务器集群

ServerList 属性会列出端点中的集群服务器。

客户端集群

ClientList 属性会列出端点中的集群客户端。

设备类型列表

DeviceTypeList 属性是端点支持的设备类型及其各自修订版本的列表。它必须包含至少一种设备类型。

零件清单

PartsList 包含用于实现此设备类型的端点列表。

端点 0（根节点）的 PartsList 包含设备的所有端点（除了端点 0 本身）。

其他端点的 PartsList 通常为空。例如，温度传感器必须包含温度测量服务器集群，而不能包含其他内容。

其他设备类型可以组合成包含多个 Device Type 实例的树结构。例如，视频播放器设备类型可以由电视、视频播放器、音箱和不同的内容应用设备类型组成，每个设备类型位于不同的端点上。