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打造Matter物联网小火车

2025年10月22日

推荐语

这个Matter小火车的改造案例告诉你，任何产品只要带电，就能用Matter解锁智能身份！轻松接入不同平台控制，让产品设计彻底告别生态绑定。快来一起玩出更多物联网新花样！

原标题：打造物联网小火车作者：Zoltan Balazs来源：CUJO AI在为DEF CON大会的Matter研讨会活动准备的过程中，我一直在琢磨：能不能搞个既吸引眼球、又受DEF CON访客欢迎、同时自己也能驾驭的趣味物联网项目？有一天，我推着婴儿车散步时，灵光一闪——何不打造一列能用Matter协议控制的玩具火车呢？

关于Matter协议

Matter可谓是物联网领域的新晋宠儿，也是首个让我真正感到兴奋的应用层物联网协议。在过去，你必须选定一个生态系统并坚守阵地。想打造基于Apple HomeKit的智能家居？抱歉，安卓用户恕不接待。钟情三星SmartThings？亚马逊Alexa的粉丝们只能望而兴叹。

更糟糕的是，每个物联网设备都配有专属移动应用，用户还得费心研究如何与家人共享设备控制权。我曾一度陷入困境，根本记不清控制某个物联网设备到底该用哪个应用。

但得益于Matter协议，这场噩梦终于结束，我们得以踏入这片”应许之地”（当然，也有相应的使用条款）。

打造物联网小火车针对Matter研讨会，我已经开发了控制闪烁LED灯的树莓派——但我渴望更酷炫的效果。如果你想搭建相同的树莓派环境，只需按图索骥即可:https://canonical-matter.readthedocs-hosted.com/en/latest/tutorial/pi-gpio-commander/我最初对Matter物联网小火车的构想是通过Matter控制轨道切换，但咨询了资深铁路模型玩家后，对方告诉我这套系统搭建起码要三个月，而且成本”不过”一千美元左右。可我原本的计划是一周内用不到40美元搞定，于是不得不寻找替代方案。我直奔最近的玩具店，花了约25美元买回了这辆宝贝。

一开始就很清楚，我无法实现轨道切换，但至少能通过Matter控制火车启停。我想，这也算达标了吧。接下来要解决的是微控制器选择。实验室正好有现成的ESP32-C3-DevkitM-1开发板，这似乎是个不错的选择。当然你也可以选择更便宜/更小型的ESP32方案，但我手头正好有这款。考虑到参加研讨会的用户大多带着Linux笔记本，我倾向于采用基于Wi-Fi的解决方案而非Thread协议——因为为Thread设备配置入网对这类用户会更复杂。而且我也不想拿出nRF52840之类的Thread适配器。下一步是在面包板上设计搭建物联网小火车。在微控制器设计与搭建方面，我还是个新手。虽然我的方案远非完美，但好歹实现了功能。幸运的是，由于乐鑫推出了Zerocode平台，固件开发反而比预期轻松——这对我来说堪称完美解决方案。

（插图：Zerocode平台插座配置界面截图）

过去使用esp-idf和esp-matter时我屡遭”挑战”，现在无需手动配置这些工具实在令人欣慰。ESP ZeroCode最让我倾心的是通过WebUSB将固件刷入ESP32——无需安装任何工具，只需创建固件并通过网页浏览器即可完成烧录。

（插图：ESP Zerocode浏览器请求串口连接通知截图）

现在，我手头有了兼容Matter的微控制器，但电路设计知识为零，最终构思出如下方案：

（插图：简易面包板示意图截图）

图示右上角的电机组件就是小火车，自带电池供电。将小按钮和LED灯连接到ESP32很简单（虽然LED前本该加个电阻，但我偷了个懒）。我选用IRL540 MOSFET（左下角）来控制小火车的电池通断。如果你和我一样是MOSFET新手，只需将MOSFET栅极通过电阻（我用了220欧姆）连接到ESP32的输出继电器GPIO引脚，MOSFET源极连接到ESP32和电池的公共地线，漏极则连接至小火车的负极。