Téma, o kterém si dnes budeme povídat, se týká chytrých domů.
Pokud jde o chytré domácnosti, nikdo by s nimi neměl být cizí. Na začátku tohoto století, kdy se zrodil koncept internetu věcí, byla nejdůležitější oblastí použití chytrá domácnost.
V průběhu let, s neustálým rozvojem digitálních technologií, bylo vynalezeno stále více chytrých zařízení pro domácnost. Tato zařízení přinesla velké pohodlí do rodinného života a zvýšila potěšení z bydlení.
Postupem času budete mít v telefonu spoustu aplikací.
Ano, tohle je problém ekologických bariér, který dlouhodobě trápí odvětví chytrých domácností.
Vývoj technologií IoT se ve skutečnosti vždy vyznačoval fragmentací. Různé aplikační scénáře odpovídají různým charakteristikám technologií IoT. Některé potřebují velkou šířku pásma, jiné nízkou spotřebu energie, některé se zaměřují na stabilitu a některé se velmi zajímají o náklady.
To vedlo ke vzniku kombinace technologií 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread a dalších základních komunikačních technologií.
Chytrá domácnost je zase typickým scénářem lokální sítě (LAN) s technologiemi komunikace krátkého dosahu, jako jsou Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread atd., v široké škále kategorií a s křížovým využitím.
Navíc, jelikož jsou chytré domy zaměřeny na nespecializované uživatele, výrobci mají tendenci vytvářet si vlastní platformy a uživatelská rozhraní a zavádět proprietární protokoly aplikační vrstvy, aby zajistili uživatelský komfort. To vedlo k současné „ekosystémové válce“.
Bariéry mezi ekosystémy způsobily nejen nekonečné problémy uživatelům, ale také dodavatelům a vývojářům – spuštění stejného produktu vyžaduje vývoj pro různé ekosystémy, což výrazně zvyšuje pracovní zátěž a náklady.
Protože problém ekologických bariér představuje vážné omezení dlouhodobého rozvoje chytrých domů, začalo odvětví pracovat na nalezení řešení tohoto problému.
Zrození protokolu Matter
V prosinci 2019 se společnosti Google a Apple připojily k alianci Zigbee Alliance a připojily se tak k Amazonu, více než 200 společnostem a tisícům odborníků z celého světa, aby propagovaly nový protokol aplikační vrstvy, známý jako protokol Project CHIP (Connected Home over IP).
Jak je z názvu patrné, CHIP se zaměřuje na propojení domácností na základě IP protokolů. Tento protokol byl spuštěn s cílem zvýšit kompatibilitu zařízení, zjednodušit vývoj produktů, zlepšit uživatelskou zkušenost a posunout toto odvětví vpřed.
Po vzniku pracovní skupiny CHIP byl původní plán vydat standard v roce 2020 a produkt spustit v roce 2021. Z různých důvodů se však tento plán neuskutečnil.
V květnu 2021 změnila aliance Zigbee svůj název na CSA (Connectivity Standards Alliance). Zároveň byl projekt CHIP přejmenován na Matter (v čínštině znamená „situace, událost, hmota“).
Aliance byla přejmenována, protože mnoho členů se zdráhalo připojit k Zigbee, a CHIP byl změněn na Matter, pravděpodobně proto, že slovo CHIP bylo příliš známé (původně znamenalo „čip“) a velmi snadno se dalo zhroutit.
V říjnu 2022 CSA konečně vydala verzi 1.0 standardního protokolu Matter. Krátce předtím, 18. května 2023, byla vydána také verze 1.1 protokolu Matter.
Členové konsorcia CSA jsou rozděleni do tří úrovní: iniciátor, účastník a osvojitel. Iniciátoři jsou na nejvyšší úrovni, jako první se podílejí na tvorbě protokolu, jsou členy správní rady Aliance a do určité míry se podílejí na vedení a rozhodování Aliance.
Společnosti Google a Apple, jako zástupci iniciátorů, významně přispěly k raným specifikacím platformy Matter.
Google přispěl stávající síťovou vrstvou a aplikačním protokolem Weave (sada standardních ověřovacích mechanismů a příkazů pro ovládání zařízení) své vlastní chytré domácnosti, zatímco Apple přispěl HAP Security (pro end-to-end komunikaci a manipulaci s lokální sítí LAN, což zajišťuje silné soukromí a zabezpečení).
Podle nejnovějších údajů na oficiálních webových stránkách bylo konsorcium CSA iniciováno celkem 29 společnostmi s 282 účastníky a 238 přijímajícími zeměmi.
V čele s giganty aktivně exportují hráči v oboru své duševní vlastnictví pro Matter a jsou odhodláni budovat velký sjednocený a bezproblémově propojený ekosystém.
Architektura protokolu Matter
Po všech těchto rozhovorech, jak přesně chápeme protokol Matter? Jaký je jeho vztah k Wi-Fi, Bluetooth, Thread a Zigbee?
Ne tak rychle, podívejme se na diagram:
Toto je diagram architektury protokolu: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) a Ethernet jsou základní protokoly (fyzická a datová linková vrstva); směrem nahoru je síťová vrstva, včetně protokolů IP; směrem nahoru je transportní vrstva, včetně protokolů TCP a UDP; a protokol Matter, jak jsme již zmínili, je protokol aplikační vrstvy.
Bluetooth a Zigbee mají kromě základních protokolů také vyhrazenou síťovou, transportní a aplikační vrstvu.
Proto je Matter vzájemně se vylučujícím protokolem se Zigbee a Bluetooth. V současné době Matter podporuje pouze Wi-Fi, Thread a Ethernet (Ethernet).
Kromě architektury protokolu musíme vědět, že protokol Matter je navržen s otevřenou filozofií.
Jedná se o protokol s otevřeným zdrojovým kódem, který si může prohlížet, používat a upravovat kdokoli tak, aby vyhovoval různým aplikačním scénářům a potřebám, což umožní využít technických výhod transparentnosti a spolehlivosti.
Bezpečnost protokolu Matter je také hlavním prodejním argumentem. Využívá nejnovější šifrovací technologii a podporuje šifrování end-to-end, aby bylo zajištěno, že komunikace uživatelů nebude odcizena ani zmanipulována.
Síťový model společnosti Matter
Dále se podíváme na samotné propojení hmoty. To je opět znázorněno diagramem:
Jak ukazuje diagram, Matter je protokol založený na TCP/IP, takže Matter je cokoli, do čeho je TCP/IP seskupen.
Zařízení Wi-Fi a Ethernet, která podporují protokol Matter, lze připojit přímo k bezdrátovému routeru. Zařízení Thread, která podporují protokol Matter, lze také propojit s sítěmi založenými na IP, jako je Wi-Fi, prostřednictvím hraničních routerů.
Zařízení, která nepodporují protokol Matter, jako například zařízení Zigbee nebo Bluetooth, lze připojit k zařízení typu bridge (Matter Bridge/Gateway), aby se protokol převedl, a poté se připojit k bezdrátovému routeru.
Průmyslový pokrok v hmotě
Matter představuje trend v technologiích chytré domácnosti. Jako takový se mu od svého vzniku dostalo široké pozornosti a nadšené podpory.
Průmysl je ohledně vyhlídek na rozvoj společnosti Matter velmi optimistický. Podle nedávné zprávy průzkumné firmy ABI Research se v letech 2022 až 2030 po celém světě prodá více než 20 miliard bezdrátově připojených zařízení pro chytrou domácnost a velká část těchto typů zařízení bude splňovat specifikaci Matter.
Společnost Matter v současné době používá certifikační mechanismus. Výrobci vyvíjejí hardware, který musí projít certifikačním procesem konsorcia CSA, aby získal certifikát Matter a mohl používat logo Matter.
Podle CSA se specifikace Matter bude vztahovat na širokou škálu typů zařízení, jako jsou ovládací panely, zámky dveří, světla, zásuvky, spínače, senzory, termostaty, ventilátory, regulátory klimatu, žaluzie a mediální zařízení, a pokryje tak téměř všechny scénáře v chytré domácnosti.
Z hlediska odvětví již existuje řada výrobců, jejichž produkty prošly certifikací Matter a postupně vstupují na trh. Ze strany výrobců čipů a modulů existuje pro Matter také relativně silná podpora.
Závěr
Největší rolí Matteru jakožto protokolu vyšší vrstvy je bořit bariéry mezi různými zařízeními a ekosystémy. Různí lidé mají na Matter různé pohledy, někteří ho vidí jako spasitele a jiní jako čistý štít.
V současné době je protokol Matter stále v rané fázi uvedení na trh a víceméně čelí některým problémům a výzvám, jako jsou vyšší náklady a delší cyklus obnovy zásob zařízení.
V každém případě to přináší šok do nudných let systémů inteligentních domácích technologií. Pokud starý systém omezuje rozvoj technologií a omezuje uživatelskou zkušenost, pak potřebujeme technologie jako Matter, které se postaví na nohy a ujmou se tohoto velkého úkolu.
Zda bude Matter úspěšný, či nikoli, nemůžeme s jistotou říci. Vizí celého odvětví chytré domácnosti a odpovědností každé společnosti a odborníka v tomto odvětví je však posílit digitální technologie v domácím životě a neustále zlepšovat digitální životní prostředí uživatelů.
Doufám, že chytrá domácnost brzy prolomí všechna technická pouta a skutečně vstoupí do každého domova.
Čas zveřejnění: 29. června 2023