Dzisiaj porozmawiamy o inteligentnych domach.
Jeśli chodzi o inteligentne domy, nikt nie powinien być z nimi obcy. Na początku tego stulecia, kiedy narodziła się koncepcja Internetu Rzeczy, najważniejszym obszarem zastosowań był inteligentny dom.
Na przestrzeni lat, wraz z ciągłym rozwojem technologii cyfrowej, wynaleziono coraz więcej inteligentnego sprzętu do domu. Sprzęt ten przyniósł wielką wygodę życiu rodzinnemu i dodał przyjemności życia.
Z czasem na Twoim telefonie pojawi się mnóstwo aplikacji.
Tak, to jest problem bariery ekologicznej, który od dawna nęka branżę inteligentnych domów.
W rzeczywistości rozwój technologii IoT zawsze charakteryzował się fragmentacją. Różne scenariusze zastosowań odpowiadają różnym cechom technologii IoT. Niektóre potrzebują dużej przepustowości, niektóre niskiego zużycia energii, niektóre koncentrują się na stabilności, a niektóre są bardzo zaniepokojone kosztami.
Dało to początek połączeniu technologii 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread i innych podstawowych technologii komunikacyjnych.
Inteligentny dom to z kolei typowy scenariusz sieci LAN, obejmujący technologie komunikacji krótkiego zasięgu, takie jak Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread itp., w szerokim zakresie kategorii i zastosowań.
Ponadto, ponieważ inteligentne domy są skierowane do użytkowników niebędących specjalistami, producenci mają tendencję do budowania własnych platform i interfejsów UI oraz przyjmowania zastrzeżonych protokołów warstwy aplikacji, aby zapewnić użytkownikom doświadczenie. Doprowadziło to do obecnej „wojny ekosystemowej”.
Bariery między ekosystemami nie tylko przysparzają problemów użytkownikom, ale także dostawcom i deweloperom — wprowadzenie na rynek tego samego produktu wymaga opracowania go dla różnych ekosystemów, co znacznie zwiększa nakład pracy i koszty.
Ponieważ problem barier ekologicznych poważnie utrudnia długoterminowy rozwój inteligentnych domów, branża rozpoczęła prace nad znalezieniem rozwiązania tego problemu.
Narodziny protokołu Matter
W grudniu 2019 r. Google i Apple przystąpiły do Zigbee Alliance, dołączając tym samym do Amazon oraz ponad 200 firm i tysięcy ekspertów z całego świata w celu promowania nowego protokołu warstwy aplikacji, znanego jako protokół Project CHIP (Connected Home over IP).
Jak widać z nazwy, CHIP dotyczy łączenia domu w oparciu o protokoły IP. Protokół ten został uruchomiony w celu zwiększenia kompatybilności urządzeń, uproszczenia rozwoju produktów, poprawy doświadczeń użytkownika i napędzania branży do przodu.
Po powstaniu grupy roboczej CHIP pierwotny plan zakładał wydanie standardu w 2020 r. i wprowadzenie produktu na rynek w 2021 r. Jednak z różnych przyczyn plan ten nie doszedł do skutku.
W maju 2021 r. Zigbee Alliance zmieniło nazwę na CSA (Connectivity Standards Alliance). W tym samym czasie projekt CHIP został przemianowany na Matter (co po chińsku oznacza „sytuacja, wydarzenie, materia”).
Nazwę Sojuszu zmieniono, ponieważ wielu członków niechętnie przyłączyło się do Zigbee, a CHIP zmieniono na Matter, prawdopodobnie dlatego, że słowo CHIP było zbyt znane (pierwotnie oznaczało „chip”) i bardzo łatwo było je uszkodzić.
W październiku 2022 r. CSA w końcu wydała wersję 1.0 standardowego protokołu Matter. Krótko przedtem, 18 maja 2023 r., wydano również wersję 1.1 protokołu Matter.
Członkowie konsorcjum CSA dzielą się na trzy poziomy: Inicjator, Uczestnik i Przyjmujący. Inicjatorzy są na najwyższym poziomie, jako pierwsi uczestniczą w opracowywaniu protokołu, są członkami zarządu Alliance i w pewnym stopniu uczestniczą w kierowaniu i podejmowaniu decyzji Alliance.
Google i Apple, jako przedstawiciele inicjatorów, wnieśli znaczący wkład w początkowe specyfikacje Matter.
Google dostarczyło istniejącą warstwę sieciową i protokół aplikacji Weave (zestaw standardowych mechanizmów uwierzytelniania i poleceń do obsługi urządzenia), a Apple dostarczyło HAP Security (do komunikacji typu end-to-end i obsługi lokalnej sieci LAN, gwarantujący wysoki poziom prywatności i bezpieczeństwa).
Według najnowszych danych zamieszczonych na oficjalnej stronie internetowej, konsorcjum CSA zostało zainicjowane przez łącznie 29 firm, 282 uczestników i 238 użytkowników.
Przedstawiciele branży, na czele z gigantami, aktywnie eksportują swoją własność intelektualną do Matter i zobowiązują się do zbudowania wielkiego, zunifikowanego, płynnie połączonego ekosystemu.
Architektura protokołu Matter
Po całej tej gadaninie, jak dokładnie rozumiemy protokół Matter? Jaki jest jego związek z Wi-Fi, Bluetooth, Thread i Zigbee?
Nie tak szybko, spójrzmy na diagram:
Oto diagram architektury protokołu: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) i Ethernet to protokoły podstawowe (warstwa fizyczna i łącza danych); wyżej znajduje się warstwa sieciowa, obejmująca protokoły IP; wyżej znajduje się warstwa transportowa, obejmująca protokoły TCP i UDP; a protokół Matter, jak już wspomnieliśmy, jest protokołem warstwy aplikacji.
Bluetooth i Zigbee oprócz podstawowych protokołów mają również dedykowane warstwy sieciowe, transportowe i aplikacyjne.
Dlatego Matter jest protokołem wzajemnie wykluczającym się z Zigbee i Bluetooth. Obecnie jedynymi podstawowymi protokołami obsługiwanymi przez Matter są Wi-Fi, Thread i Ethernet (Ethernet).
Oprócz architektury protokołu musimy wiedzieć, że protokół Matter został zaprojektowany w oparciu o otwartą filozofię.
Jest to protokół typu open source, który każdy może przeglądać, wykorzystywać i modyfikować, aby dostosować go do różnych scenariuszy i potrzeb, co pozwoli na osiągnięcie technicznych korzyści w postaci przejrzystości i niezawodności.
Bezpieczeństwo protokołu Matter jest również ważnym argumentem sprzedaży. Wykorzystuje najnowszą technologię szyfrowania i obsługuje szyfrowanie typu end-to-end, aby zapewnić, że komunikacja użytkowników nie zostanie skradziona ani naruszona.
Model sieciowy Mattera
Następnie przyjrzymy się rzeczywistej sieci Materii. Ponownie, jest to zilustrowane diagramem:
Jak pokazuje diagram, Matter to protokół bazujący na TCP/IP, zatem Matter jest tym, do czego TCP/IP jest przyporządkowany.
Urządzenia Wi-Fi i Ethernet obsługujące protokół Matter można podłączyć bezpośrednio do routera bezprzewodowego. Urządzenia Thread obsługujące protokół Matter można również połączyć z sieciami opartymi na IP, takimi jak Wi-Fi, za pośrednictwem routerów granicznych.
Urządzenia, które nie obsługują protokołu Matter, takie jak urządzenia Zigbee lub Bluetooth, można podłączyć do urządzenia typu most (Matter Bridge/Gateway), aby przekonwertować protokół, a następnie połączyć się z routerem bezprzewodowym.
Postępy przemysłowe w materii
Matter reprezentuje trend w technologii inteligentnego domu. Jako taki, od początku cieszył się powszechną uwagą i entuzjastycznym wsparciem.
Branża jest bardzo optymistycznie nastawiona do perspektyw rozwoju Matter. Według niedawnego raportu firmy badawczej ABI Research, w latach 2022–2030 na całym świecie sprzedanych zostanie ponad 20 miliardów bezprzewodowo połączonych inteligentnych urządzeń domowych, a znaczna część tych typów urządzeń będzie spełniać specyfikację Matter.
Matter obecnie korzysta z mechanizmu certyfikacji. Producenci opracowują sprzęt, który musi przejść proces certyfikacji konsorcjum CSA, aby otrzymać certyfikat Matter i móc używać logo Matter.
Zgodnie z CSA specyfikacja Matter będzie miała zastosowanie do szerokiej gamy typów urządzeń, takich jak panele sterowania, zamki do drzwi, oświetlenie, gniazdka, przełączniki, czujniki, termostaty, wentylatory, regulatory klimatu, rolety i urządzenia multimedialne, obejmując niemal wszystkie scenariusze w inteligentnym domu.
Jeśli chodzi o branżę, to w branży jest już wielu producentów, których produkty przeszły certyfikację Matter i stopniowo wchodzą na rynek. Ze strony producentów chipów i modułów istnieje również stosunkowo silne poparcie dla Matter.
Wniosek
Największą rolą Matter jako protokołu wyższej warstwy jest przełamywanie barier między różnymi urządzeniami i ekosystemami. Różni ludzie mają różne perspektywy na Matter, niektórzy widzą w nim zbawiciela, a inni czystą kartę.
Protokół Matter jest na razie na wczesnym etapie wprowadzania na rynek i wiąże się z pewnymi problemami i wyzwaniami, takimi jak wyższe koszty i dłuższy cykl odnawiania zapasów urządzeń.
W każdym razie przynosi szok nudnym latom systemów technologii inteligentnego domu. Jeśli stary system ogranicza rozwój technologii i ogranicza doświadczenia użytkownika, to potrzebujemy technologii takich jak Matter, aby stanęły na wysokości zadania i podjęły się tego wielkiego zadania.
Nie możemy powiedzieć na pewno, czy Matter odniesie sukces, czy nie. Jednak wizją całej branży inteligentnego domu i odpowiedzialnością każdej firmy i praktyka w branży jest wprowadzenie technologii cyfrowej do życia domowego i ciągłe ulepszanie cyfrowego doświadczenia użytkowników.
Mamy nadzieję, że inteligentny dom wkrótce przełamie wszelkie ograniczenia techniczne i naprawdę zagości w każdym domu.
Czas publikacji: 29-06-2023