基于Matter的智能灯具
项目介绍：
本项目完成的是2025贸泽电子M-Design创意设计竞赛，任务三：无线通信、物联网，小方向为Matter。
这是是一款基于Matter协议的智能灯具，其核心基于Matter协议这一开放物联网标准。通过采用Matter协议，不仅能够实现设备间的高效互联互通，还确保了与当前主流智能家居生态系统的广泛兼容性，例如苹果HomeKit、亚马逊Alexa以及谷歌Home等。这意味着用户无需担心设备间的兼容问题，可以轻松将这款灯具融入现有的智能家居环境中。
用户可以通过多种方式进行灯具的控制，包括智能手机应用程序、语音助手（如Siri、Alexa或Google Assistant）以及预设的自动化场景模式。无论是在家中还是办公室，用户都能够根据实际需求灵活调整灯光开关状态，从而创造出智能的照明环境。
硬件介绍：
本项目采用ESP32开发板来完成，其中ESP32_C6作为核心芯片，使用一颗LED来模拟灯具，通过一个按键来模拟开关。
ESP32_C6是一款高性能、低功耗的物联网芯片，集成了Wi-Fi和蓝牙双模功能，采用先进制程工艺，在保证强大计算能力的同时兼顾优异的能效表现。它不仅支持多种主流物联网协议，还提供了丰富的外设接口，适用于智能家居、可穿戴设备、工业自动化及环境监测等领域，能够满足复杂应用场景下的连接与数据处理需求，是打造高效、智能物联网设备的理想选择。
设计思路：
Matter协议是因为它作为智能家居领域的开放式通信标准，能够解决设备间兼容性问题，确保智能灯具与主流生态系统（如苹果HomeKit、亚马逊Alexa、谷歌Home等）无缝互联。相比其他协议，Matter具有更高的互操作性、安全性以及广泛的行业支持，降低了用户在跨平台使用时的复杂度，同时简化了开发流程，为未来扩展和升级提供了坚实基础。故选择matter协议作为应用层协议。
ESP32-C6芯片是因为它是一款高性能、低功耗的物联网处理器，专为下一代无线应用设计。它支持最新的Wi-Fi 6和Bluetooth 5.0技术，提供更快的连接速度和更稳定的网络性能。此外，ESP32-C6采用RISC-V架构，具备强大的计算能力和丰富的外设接口，适合处理复杂功能，如Matter协议通信、多任务处理和传感器数据采集。其低功耗特性还能有效延长设备待机时间，而高集成度则有助于缩小产品尺寸、降低开发成本，非常适合对性能、功耗和成本有综合要求的智能灯具项目。故选择ESP32-C6芯片。
同时ESP-Matter SDK提供了完善的Matter协议实现框架，简化开发流程，确保与主流智能家居生态系统的兼容性。两者的结合不仅优化了资源利用，还通过丰富的功能模块和社区支持加速产品开发，实现了高效、稳定的智能灯具解决方案。
采用了ESP-Matter SDK作为主要开发工具，并以FreeRTOS作为底层操作系统。整个开发流程可以概括为几个关键阶段：首先是设备的初始化操作，这是整个开发过程的基础。通过调用初始化函数，系统会生成一个设备实体的控制句柄，该句柄提供了对设备资源的访问权限，并为后续功能实现奠定了基础。接下来，从设备列表中选择合适的设备模型，并按照Matter协议的要求创建node节点。每个node节点代表一个独立的功能集，承载了设备的一类完成的功能。在此基础上，还需要根据设备的功能需求创建多个endpoint。Endpoint是Matter协议中用于表示具体功能模块的基本单元，例如灯光亮度、颜色或开关状态等功能都可以通过不同的endpoint来实现。同时，还需要为每个endpoint设置其对应的功能属性，并确保这些属性符合Matter标准的规范。
为了使设备能够正确响应外部事件或用户指令，需要将之前定义的回调函数注册到相应的endpoint或功能模块中。这一过程确保了设备在运行时能够及时捕获并处理各类事件，从而实现预期的功能。最后，启动Matter协议栈，包括初始化网络功能、配置默认的空闲任务以及其他必要的系统服务。
关键代码：
下面代码展示了主要步骤，一些具体实现见源代码文件
nvs_flash_init(); //NVS初始化
//初始化硬件
app_driver_handle_t light_handle = app_driver_light_init();
app_driver_handle_t button_handle = app_driver_button_init();
app_reset_button_register(button_handle); //注册复位按键
//创建node
node::config_t node_config;
node_t *node = node::create(&node_config, app_attribute_update_cb, app_identification_cb);
ABORT_APP_ON_FAILURE(node != nullptr, ESP_LOGE(TAG, "Failed to create Matter node"));
//创建endpoint
on_off_light::config_t light_config;
light_config.on_off.on_off=true;
endpoint_t *endpoint = on_off_light::create(node, &light_config, ENDPOINT_FLAG_NONE, light_handle);
ABORT_APP_ON_FAILURE(endpoint != nullptr, ESP_LOGE(TAG, "Failed to create on off light endpoint"));
//打印日志信息
light_endpoint_id = endpoint::get_id(endpoint);
ESP_LOGI(TAG, "Light created with endpoint_id %d", light_endpoint_id);
//运行matter协议栈
err = esp_matter::start(app_event_cb);
ABORT_APP_ON_FAILURE(err == ESP_OK, ESP_LOGE(TAG, "Failed to start Matter, err:%d", err));
功能展示：
配网展示
亮灭灯展示
更多展示见视频
困难及解决方法：
困难：Matter协议复杂性带来的开发难度
解决方法：在开发基于Matter协议的智能灯具时，由于Matter协议涉及多层通信栈和复杂的设备互操作性要求，初期协议实现和调试过程较为困难。利用ESP-Matter SDK提供的完整框架和工具链，直接调用预定义的功能模块和示例代码，简化了协议栈的构建和测试流程。同时，参考官方文档和社区支持，快速定位并解决了协议兼容性问题。
心得体会：
本次基于Matter协议的智能灯具项目开发，深刻体会到物联网技术的潜力与挑战。选择Matter协议和ESP32-C6芯片不仅解决了设备兼容性和性能问题，还认识到开源SDK在加速开发中的重要性。此次经历不仅提升了技术能力，也为未来智能硬件开发积累了宝贵经验。
鲍飞.奈奎斯特不稳定pet