Subiectul despre care vom vorbi astăzi are legătură cu casele inteligente.
Când vine vorba de case inteligente, nimeni nu ar trebui să fie familiarizat cu ele. La începutul acestui secol, când a apărut conceptul de Internet of Things, cea mai importantă zonă de aplicare a fost casa inteligentă.
De-a lungul anilor, odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei digitale, au fost inventate tot mai multe echipamente inteligente pentru casă. Aceste echipamente au adus o mare comoditate vieții de familie și au sporit plăcerea de a trăi.
În timp, vei avea o mulțime de aplicații pe telefon.
Da, aceasta este problema barierei ecologice care a afectat de mult timp industria caselor inteligente.
De fapt, dezvoltarea tehnologiei IoT a fost întotdeauna caracterizată de fragmentare. Diferite scenarii de aplicare corespund unor caracteristici diferite ale tehnologiilor IoT. Unele necesită o lățime de bandă mare, altele necesită un consum redus de energie, altele se concentrează pe stabilitate, iar altele sunt foarte preocupate de cost.
Acest lucru a dat naștere unui mix de 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread și alte tehnologii de comunicații subiacente.
Casa inteligentă, la rândul ei, este un scenariu LAN tipic, cu tehnologii de comunicații pe rază scurtă de acțiune, cum ar fi Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread etc., într-o gamă largă de categorii și utilizări încrucișate.
Mai mult, deoarece casele inteligente sunt orientate către utilizatori nespecialiști, producătorii tind să își construiască propriile platforme și interfețe UI și să adopte protocoale proprietare la nivelul aplicației pentru a asigura experiența utilizatorului. Acest lucru a dus la actualul „război al ecosistemelor”.
Barierele dintre ecosisteme au cauzat nu doar probleme nesfârșite utilizatorilor, ci și furnizorilor și dezvoltatorilor - lansarea aceluiași produs necesită dezvoltare pentru ecosisteme diferite, crescând semnificativ volumul de muncă și costurile.
Deoarece problema barierelor ecologice reprezintă o constrângere serioasă pentru dezvoltarea pe termen lung a caselor inteligente, industria a început să lucreze la găsirea unei soluții la această problemă.
Nașterea protocolului Matter
În decembrie 2019, Google și Apple s-au alăturat Zigbee Alliance, alăturându-se Amazon și peste 200 de companii și mii de experți din întreaga lume pentru a promova un nou protocol la nivel de aplicație, cunoscut sub numele de protocolul Project CHIP (Connected Home over IP).
După cum puteți vedea din nume, CHIP se referă la conectarea locuinței pe baza protocoalelor IP. Acest protocol a fost lansat cu scopul de a crește compatibilitatea dispozitivelor, de a simplifica dezvoltarea produselor, de a îmbunătăți experiența utilizatorului și de a impulsiona industria.
După înființarea grupului de lucru CHIP, planul inițial era lansarea standardului în 2020 și lansarea produsului în 2021. Cu toate acestea, din diverse motive, acest plan nu s-a materializat.
În mai 2021, Zigbee Alliance și-a schimbat numele în CSA (Connectivity Standards Alliance). În același timp, proiectul CHIP a fost redenumit Matter (care înseamnă „situație, eveniment, materie” în chineză).
Alianța a fost redenumită deoarece mulți membri au fost reticenți în a se alătura Zigbee, iar CHIP a fost schimbat în Matter, probabil pentru că cuvântul CHIP era prea cunoscut (inițial însemna „cip”) și foarte ușor de blocat.
În octombrie 2022, CSA a lansat în sfârșit versiunea 1.0 a protocolului standard Matter. Cu puțin timp înainte, pe 18 mai 2023, a fost lansată și versiunea 1.1 a protocolului Matter.
Membrii Consorțiului CSA sunt împărțiți în trei niveluri: Inițiator, Participant și Adoptant. Inițiatorii se află la cel mai înalt nivel, fiind primii care participă la redactarea protocolului, sunt membri ai Consiliului de Administrație al Alianței și participă într-o oarecare măsură la conducerea și deciziile Alianței.
Google și Apple, în calitate de reprezentanți ai inițiatorilor, au contribuit semnificativ la specificațiile inițiale ale Matter.
Google a contribuit cu propriul strat de rețea existent în Smart Home și cu protocolul de aplicație Weave (un set de mecanisme standard de autentificare și comenzi pentru operarea dispozitivelor), în timp ce Apple a contribuit cu HAP Security (pentru comunicarea end-to-end și manipularea LAN-ului local, asigurând confidențialitate și securitate puternice).
Conform ultimelor date de pe site-ul oficial, consorțiul CSA a fost inițiat de un total de 29 de companii, cu 282 de participanți și 238 de adoptatori.
Conduși de giganți, jucătorii din industrie își exportă activ proprietatea intelectuală pentru Matter și se angajează să construiască un ecosistem unificat, perfect conectat.
Arhitectura protocolului Matter
După toate aceste discuții, cum înțelegem exact protocolul Matter? Care este relația sa cu Wi-Fi, Bluetooth, Thread și Zigbee?
Nu așa repede, hai să ne uităm la o diagramă:
Aceasta este o diagramă a arhitecturii protocolului: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) și Ethernet sunt protocoalele subiacente (straturile fizice și de legătură de date); în sus este stratul de rețea, inclusiv protocoalele IP; în sus este stratul de transport, inclusiv protocoalele TCP și UDP; iar protocolul Matter, așa cum am menționat deja, este un protocol de nivel de aplicație.
Bluetooth și Zigbee au, de asemenea, straturi dedicate de rețea, transport și aplicație, pe lângă protocoalele subiacente.
Prin urmare, Matter este un protocol care se exclude reciproc cu Zigbee și Bluetooth. În prezent, singurele protocoale subiacente pe care Matter le suportă sunt Wi-Fi, Thread și Ethernet (Ethernet).
Pe lângă arhitectura protocolului, trebuie să știm că protocolul Matter este conceput cu o filozofie deschisă.
Este un protocol open source care poate fi vizualizat, utilizat și modificat de oricine pentru a se potrivi diferitelor scenarii și nevoi ale aplicațiilor, ceea ce va permite beneficiile tehnice ale transparenței și fiabilității.
Securitatea protocolului Matter este, de asemenea, un punct forte. Acesta folosește cea mai recentă tehnologie de criptare și acceptă criptarea end-to-end pentru a se asigura că comunicațiile utilizatorilor nu sunt furate sau modificate.
Modelul de rețea al lui Matter
În continuare, vom analiza rețeaua propriu-zisă a Materiei. Din nou, acest lucru este ilustrat printr-o diagramă:
După cum arată diagrama, Matter este un protocol bazat pe TCP/IP, deci Matter este orice protocol TCP/IP este grupat.
Dispozitivele Wi-Fi și Ethernet care acceptă protocolul Matter pot fi conectate direct la un router wireless. Dispozitivele de tip thread care acceptă protocolul Matter pot fi, de asemenea, interconectate la rețele bazate pe IP, cum ar fi Wi-Fi, prin intermediul routerelor de frontieră.
Dispozitivele care nu acceptă protocolul Matter, cum ar fi dispozitivele Zigbee sau Bluetooth, pot fi conectate la un dispozitiv de tip bridge (Matter Bridge/Gateway) pentru a converti protocolul și apoi a se conecta la un router wireless.
Progrese industriale în materie
Materia reprezintă o tendință în tehnologia caselor inteligente. Ca atare, a primit o atenție largă și un sprijin entuziast încă de la începuturile sale.
Industria este foarte optimistă în ceea ce privește perspectivele de dezvoltare ale Matter. Conform unui raport recent al firmei de cercetare de piață ABI Research, peste 20 de miliarde de dispozitive inteligente pentru casă conectate wireless vor fi vândute la nivel mondial între 2022 și 2030, iar o mare parte din aceste tipuri de dispozitive vor îndeplini specificațiile Matter.
Matter folosește în prezent un mecanism de certificare. Producătorii dezvoltă hardware care trebuie să treacă de procesul de certificare al consorțiului CSA pentru a primi certificatul Matter și a li se permite să utilizeze sigla Matter.
Conform CSA, specificația Matter se va aplica unei game largi de tipuri de dispozitive, cum ar fi panouri de control, încuietori de uși, lumini, prize, întrerupătoare, senzori, termostate, ventilatoare, regulatoare de climatizare, jaluzele și dispozitive media, acoperind aproape toate scenariile din casa inteligentă.
Din punct de vedere industrial, industria are deja o serie de producători ale căror produse au trecut certificarea Matter și intră treptat pe piață. Din partea producătorilor de cipuri și module, există, de asemenea, un sprijin relativ puternic pentru Matter.
Concluzie
Cel mai important rol al Materiei ca protocol de nivel superior este de a elimina barierele dintre diferite dispozitive și ecosisteme. Perspective diferite asupra Materiei apar la oameni, unii văzând-o ca pe un salvator, iar alții ca pe o foaie de papă.
În acest moment, protocolul Matter se află încă în stadii incipiente de lansare pe piață și se confruntă, mai mult sau mai puțin, cu unele probleme și provocări, cum ar fi costuri mai mari și un ciclu de reînnoire mai lung pentru stocul de dispozitive.
În orice caz, aduce un șoc anilor plictisitori ai sistemelor tehnologice inteligente pentru case. Dacă vechiul sistem limitează dezvoltarea tehnologiei și limitează experiența utilizatorului, atunci avem nevoie ca tehnologii precum Matter să intensifice procesul și să preia marea sarcină.
Nu putem spune cu siguranță dacă Matter va avea succes sau nu. Cu toate acestea, este viziunea întregii industrii a caselor inteligente și responsabilitatea fiecărei companii și practicieni din industrie să integreze tehnologia digitală în viața de acasă și să îmbunătățească continuu experiența de viață digitală a utilizatorilor.
Sper că locuința inteligentă va rupe în curând toate cătușele tehnice și va intra cu adevărat în fiecare casă.
Data publicării: 29 iunie 2023