乐鑫正式推出 Matter 摄像头方案

本文介绍了 Matter 1.5 中新增的摄像头功能,并讨论了基于 Espressif Matter SDK 对 ESP32 系列 SoC 的摄像头支持。

乐鑫 SoC 现已支持基于 Matter 的摄像头方案------这是业内首个面向 MCU 的摄像头设备实现方案。

Matter 1.5 中的摄像头支持

2025 年 11 月,连接标准联盟 (Connectivity Standards Alliance, CSA) 在 Matter 1.5 中引入了摄像头支持。这使设备厂商能够构建可跨任何 Matter 生态互操作的摄像头设备,无需自定义应用或接口。Matter 规范采用广泛使用的 WebRTC 框架来实现这一功能。

Matter 1.5 中的摄像头可支持多种设备类型:

  • 视频门铃:结合摄像头与通用开关,实现带视频和音频流的门铃
  • 音频门铃:摄像头配合通用开关,实现音频流功能
  • 泛光灯:结合摄像头与灯光,主要用于安防场景
  • 快照摄像头:支持按需获取静态图像
  • 对讲机:提供设备间按需双向通信
  • 铃声设备:播放预置音效,通常与门铃配合使用,虽非直接摄像头类型,但可集成

Matter 摄像头的优势

  • 远程查看:Matter 允许控制器(或生态系统)配置摄像头的 STUN/TURN 服务器,设备厂商无需自行处理 NAT 穿透
  • 端到端加密:支持 Secure Frame (SFrame) 技术,实现复杂多设备生态中音视频流的端到端加密
  • 录制上传:支持使用标准 CMAF (Common Media Application Format) 上传录制媒体,可选加密
  • 区域管理:提供二维笛卡尔坐标区功能,可用于隐私遮挡或运动检测,同时支持数字化 PTZ (Pan-Tilt-Zoom) 覆盖多个区域

技术概览

以下架构图展示了 Matter 摄像头的应用架构:

工作流程

支持 Matter 的控制器(如手机 App)将摄像头设备加入 Matter 网络。随后,当用户请求视频流时,处理流程从 Camera AV Stream Management 集群开始。该集群会验证请求、检查兼容的流配置,并通过查询底层摄像头硬件确保有足够的资源可用。

接着,Matter 控制器通过 WebRTC Transport Provider 和 Requestor 集群向摄像头设备发送 SDP offer,启动WebRTC 会话。控制器创建新的 WebRTC 传输,将远端描述设置为该 offer,并请求分配必要的音视频流。

一旦流成功分配,摄像头设备生成 SDP answer 并返回给控制器。随后,控制器提供 ICE (Interactive Connectivity Establishment) 候选节点以建立网络连接,摄像头设备将这些远程候选节点加入传输,收集候选节点后返回给客户端。ICE 协商完成后,WebRTC 会话建立,点对点 (P2P) 实时音视频流开始传输。

数据模型

摄像头能力基于 Matter 的以下集群 (Clusters):

  • Camera AV Stream Management:管理和控制音视频及快照流的标准化接口,包括流资源协商、会话分配/释放及优先级管理
  • Camera AV Settings User Level Management:定义摄像头音视频设置的用户级属性与命令,包括分辨率、帧率、码率及 PTZ 参数
  • Push AV Stream Transport:提供事件驱动的音视频流推送机制,可响应触发或事件上传媒体
  • WebRTC Transport Provider:定义 WebRTC 传输端点接口,包括 SDP 协商、ICE 候选处理及安全低延迟传输管理
  • Zone Management:定义和管理摄像头视野中的逻辑区域(区域形状、大小及行为,如运动检测或隐私遮挡)

乐鑫 MCU 摄像头方案

大多数摄像头运行 Linux 系统,而基于 ESP32-P4 的 MCU 摄像头是业内首例 MCU 实现方案,具备明显优势:

  • 电池供电:采用分离式 WebRTC 架构,将流媒体与信令分别由 ESP32-P4 和 ESP32-C5/C6 处理。ESP32-P4 非流媒体时可进入深度睡眠,ESP32-C5/C6 保持 Wi-Fi 轻睡眠,实现低功耗长续航
  • 安全性增强:相比 Linux 摄像头,MCU 无完整操作系统和复杂包管理器,攻击面更小,设备更安全
  • 成本优势:无需高成本应用处理器、大容量内存或复杂电源管理,降低制造成本同时保持高质量视频流能力
  • 快速启动:MCU 系统启动时间仅毫秒级,实现近即时激活和视频采集

乐鑫 MCU Matter 摄像头基于 Matter SDK,完整实现了 Camera 设备类型功能。

硬件架构

  • ESP32-P4:双核 SoC,支持 MIPI-CSI 摄像头输入和 H.264 硬件编码,实现实时 1080p@30fps。直接连接摄像头传感器、麦克风和扬声器
  • ESP32-C5/ESP32-C6:提供摄像头 Wi-Fi 连接,C5 支持 2.4GHz/5GHz 双频,C6 支持 2.4GHz,运行 Matter 协议栈和应用层

当前特性

  • Full HD (1920x1080) 视频捕获 (1080p@30fps) 并支持 H.264 硬件编码
  • 实时音视频流 (WebRTC)
  • 双向通话
  • 低功耗电池供电设计
  • 支持多路视频流同时推送

试用指南

硬件

软件

即将支持的功能

  • 快照拍摄 (JPEG)
  • 安全:录制并加密上传媒体 (CMAF)
  • 隐私与 PTZ:笛卡尔坐标区与云台控制

随着 Matter 1.5 在智能家居生态中的持续推广,基于乐鑫 SoC 的 MCU 摄像头将为市场提供互操作性、安全且高性价比的摄像头方案,推动未来智能摄像头设备的发展。

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