Тема, про яку ми сьогодні поговоримо, стосується розумних будинків.
Коли справа доходить до розумних будинків, ніхто не повинен бути з ними знайомий. На початку цього століття, коли вперше зародилася концепція Інтернету речей, найважливішою сферою застосування був розумний дім.
З роками, з постійним розвитком цифрових технологій, було винайдено все більше розумного обладнання для дому. Це обладнання принесло велику зручність у сімейне життя та додало задоволення від життя.
З часом на вашому телефоні з’явиться багато програм.
Так, це проблема екологічного бар’єру, яка вже давно мучить індустрію розумних домівок.
Фактично, розвиток технології IoT завжди характеризувався фрагментацією. Різні сценарії застосування відповідають різним характеристикам технологій IoT. Комусь потрібна велика пропускна здатність, комусь потрібне низьке енергоспоживання, хтось зосереджений на стабільності, а хтось дуже стурбований ціною.
Це призвело до поєднання 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread та інших основних комунікаційних технологій.
Розумний дім, у свою чергу, є типовим сценарієм локальної мережі з технологіями зв’язку малого радіусу дії, такими як Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread тощо, у широкому діапазоні категорій і перехресного використання.
Крім того, оскільки розумні будинки орієнтовані на неспеціалістів, виробники, як правило, створюють власні платформи та інтерфейси інтерфейсу користувача та приймають пропрієтарні протоколи прикладного рівня для забезпечення взаємодії з користувачем. Це призвело до нинішньої «екосистемної війни».
Бар’єри між екосистемами спричинили нескінченні проблеми не лише для користувачів, а й для постачальників і розробників – запуск одного продукту потребує розробки для різних екосистем, що значно збільшує навантаження та витрати.
Оскільки проблема екологічних бар’єрів є серйозною перешкодою для довгострокового розвитку розумних будинків, промисловість почала працювати над пошуком вирішення цієї проблеми.
Протокол народження матерії
У грудні 2019 року Google і Apple приєдналися до Zigbee Alliance, приєднавшись до Amazon і понад 200 компаній і тисяч експертів у всьому світі для просування нового протоколу прикладного рівня, відомого як протокол Project CHIP (Connected Home over IP).
Як видно з назви, CHIP — це підключення дому на основі IP-протоколів. Цей протокол було запущено з метою підвищення сумісності пристроїв, спрощення розробки продукту, покращення взаємодії з користувачем і просування галузі вперед.
Після народження робочої групи CHIP початковим планом було випустити стандарт у 2020 році та запустити продукт у 2021 році. Однак з різних причин цей план не здійснився.
У травні 2021 року Zigbee Alliance змінив назву на CSA (Connectivity Standards Alliance). У той же час проект CHIP був перейменований в Matter (у перекладі з китайської означає «ситуація, подія, справа»).
Альянс було перейменовано через те, що багато членів не бажали приєднатися до Zigbee, а CHIP було змінено на Matter, ймовірно, через те, що слово CHIP було надто добре відоме (спочатку воно означало «чіп») і дуже легко вийти з ладу.
У жовтні 2022 року CSA нарешті випустила версію 1.0 стандартного протоколу Matter. Незадовго до цього, 18 травня 2023 року, також була випущена версія Matter 1.1.
Члени консорціуму CSA поділяються на три рівні: ініціатор, учасник і адепт. Ініціатори знаходяться на найвищому рівні, першими беруть участь у складанні протоколу, є членами Ради директорів Альянсу та певною мірою беруть участь у керівництві та рішеннях Альянсу.
Google і Apple, як представники ініціаторів, зробили значний внесок у перші специфікації Matter.
Google внесла свій власний мережевий рівень і протокол додатків Weave (набір стандартних механізмів автентифікації та команд для роботи пристрою), тоді як Apple внесла HAP Security (для наскрізного зв’язку та маніпулювання локальною локальною мережею, гарантуючи надійну конфіденційність і безпеку). ).
Згідно з останніми даними на офіційному сайті, консорціум CSA був ініційований загалом 29 компаніями, з 282 учасниками та 238 адептами.
На чолі з гігантами учасники галузі активно експортують свою інтелектуальну власність для Matter і прагнуть побудувати грандіозну об’єднану бездоганно пов’язану екосистему.
Архітектура протоколу матерії
Після всіх цих розмов, як саме ми розуміємо протокол Matter? Який у нього зв’язок з Wi-Fi, Bluetooth, Thread і Zigbee?
Не так швидко, давайте подивимося на схему:
Це діаграма архітектури протоколу: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) і Ethernet є основними протоколами (фізичний рівень і рівень каналу передачі даних); вгору - мережевий рівень, включаючи IP-протоколи; вгору - транспортний рівень, включаючи протоколи TCP і UDP; а протокол Matter, як ми вже згадували, є протоколом прикладного рівня.
Bluetooth і Zigbee також мають виділені мережевий, транспортний і прикладний рівні, окрім базових протоколів.
Таким чином, Matter є взаємовиключним протоколом із Zigbee і Bluetooth. Наразі єдиними основними протоколами, які підтримує Matter, є Wi-Fi, Thread і Ethernet (Ethernet).
На додаток до архітектури протоколу, ми повинні знати, що протокол Matter розроблено з відкритою філософією.
Це протокол з відкритим вихідним кодом, який може переглядати, використовувати та змінювати будь-хто відповідно до різних сценаріїв застосування та потреб, що забезпечить технічні переваги прозорості та надійності.
Безпека протоколу Matter також є важливою перевагою. Він використовує найновішу технологію шифрування та підтримує наскрізне шифрування, щоб гарантувати, що комунікації користувачів не будуть викрадені чи підроблені.
Мережева модель Матера
Далі ми розглянемо фактичну мережу Матерії. Знову ж таки, це проілюстровано схемою:
Як показано на діаграмі, Matter — це протокол на основі TCP/IP, тому Matter — це будь-який TCP/IP, у який згруповано.
Пристрої Wi-Fi та Ethernet, які підтримують протокол Matter, можна підключити безпосередньо до бездротового маршрутизатора. Потокові пристрої, які підтримують протокол Matter, також можна підключати до мереж на основі IP, таких як Wi-Fi, через прикордонні маршрутизатори.
Пристрої, які не підтримують протокол Matter, як-от пристрої Zigbee або Bluetooth, можна підключити до пристрою мостового типу (Matter Bridge/Gateway) для перетворення протоколу та підключення до бездротового маршрутизатора.
Промислові досягнення в матерії
Matter представляє тенденцію в технології розумного будинку. Таким чином, він отримав широку увагу та палку підтримку з моменту свого створення.
Індустрія дуже оптимістично дивиться на перспективи розвитку Matter. Відповідно до нещодавнього звіту дослідницької компанії ABI Research, з 2022 по 2030 рік у світі буде продано більше 20 мільярдів бездротових пристроїв розумного дому, і велика частина цих типів пристроїв відповідатиме специфікації Matter.
Matter наразі використовує механізм сертифікації. Виробники розробляють обладнання, яке має пройти процес сертифікації консорціуму CSA, щоб отримати сертифікат Matter і дозволити використовувати логотип Matter.
Відповідно до CSA, специфікація Matter застосовуватиметься до широкого діапазону типів пристроїв, таких як панелі керування, дверні замки, освітлення, розетки, вимикачі, датчики, термостати, вентилятори, клімат-контролери, жалюзі та медіа-пристрої, охоплюючи майже всі сценарії в розумний будинок.
У галузевому плані вже є ряд виробників, чия продукція пройшла сертифікацію Matter і поступово виходить на ринок. З боку виробників чіпів і модулів існує також відносно сильна підтримка Matter.
Висновок
Найбільша роль Matter як протоколу верхнього рівня полягає в тому, щоб зруйнувати бар’єри між різними пристроями та екосистемами. Різні люди мають різні погляди на Матерію: одні бачать у ній рятівник, а інші – чистий аркуш.
На даний момент протокол Matter все ще перебуває на ранніх стадіях виходу на ринок і більш-менш стикається з деякими проблемами та проблемами, такими як більш висока вартість і довший цикл оновлення запасів пристроїв.
У будь-якому випадку це шокує нудні роки технологічних систем розумного будинку. Якщо стара система обмежує розвиток технологій і обмежує взаємодію з користувачем, тоді нам потрібні такі технології, як Matter, щоб активізуватись і взятися за велике завдання.
Чи матиме Matter успіх чи ні, ми не можемо сказати напевно. Однак це бачення всієї індустрії розумного дому та відповідальність кожної компанії та спеціаліста в цій галузі за розширення можливостей цифрових технологій у домашньому житті та постійне покращення досвіду цифрового життя користувачів.
Сподіваємося, що розумний дім незабаром розірве всі технічні кайдани і по-справжньому прийде в кожен дім.
Час публікації: 29 червня 2023 р