Téma, o kterém si dnes povíme, souvisí s chytrými domy.
Pokud jde o chytré domy, nikomu by neměly být cizí.Na začátku tohoto století, kdy se poprvé zrodil koncept internetu věcí, byla nejdůležitější oblastí aplikace chytrá domácnost.
V průběhu let, s neustálým vývojem digitální technologie, bylo vynalezeno stále více chytrého hardwaru pro domácnost.Tento hardware přinesl velké pohodlí do rodinného života a přidal k radosti ze života.
Postupem času budete mít v telefonu spoustu aplikací.
Ano, to je problém ekologické bariéry, který již dlouho sužuje průmysl chytrých domácností.
Ve skutečnosti byl vývoj technologie internetu věcí vždy charakterizován fragmentací.Různé aplikační scénáře odpovídají různým charakteristikám technologií IoT.Některé potřebují velkou šířku pásma, některé potřebují nízkou spotřebu energie, některé se zaměřují na stabilitu a některé se velmi obávají nákladů.
To dalo vzniknout kombinaci 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread a dalších základních komunikačních technologií.
Inteligentní domácnost je zase typickým scénářem LAN s komunikačními technologiemi krátkého dosahu, jako je Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread atd., v široké škále kategorií a různých použití.
Navíc, protože jsou chytré domácnosti zaměřeny na nespecializované uživatele, výrobci mají tendenci budovat své vlastní platformy a rozhraní uživatelského rozhraní a přijímat proprietární protokoly aplikační vrstvy, aby zajistili uživatelskou zkušenost.To vedlo k současné „ekosystémové válce“.
Bariéry mezi ekosystémy nezpůsobily jen nekonečné potíže uživatelům, ale také prodejcům a vývojářům – uvedení stejného produktu vyžaduje vývoj pro různé ekosystémy, což výrazně zvyšuje zátěž a náklady.
Protože problém ekologických bariér je vážným omezením dlouhodobého rozvoje chytrých domů, průmysl začal pracovat na hledání řešení tohoto problému.
Zrození protokolu Matter
V prosinci 2019 se Google a Apple připojily k Zigbee Alliance a připojily se k Amazonu a více než 200 společnostem a tisícům odborníků po celém světě, aby propagovali nový protokol aplikační vrstvy, známý jako protokol Project CHIP (Connected Home over IP).
Jak můžete vidět z názvu, CHIP je o připojení domácnosti na základě IP protokolů.Tento protokol byl spuštěn s cílem zvýšit kompatibilitu zařízení, zjednodušit vývoj produktů, zlepšit uživatelskou zkušenost a posunout průmysl vpřed.
Po zrození pracovní skupiny CHIP bylo původním plánem vydání standardu v roce 2020 a uvedení produktu na trh v roce 2021. Tento plán se však z různých důvodů neuskutečnil.
V květnu 2021 změnila Zigbee Alliance svůj název na CSA (Connectivity Standards Alliance).Ve stejné době byl projekt CHIP přejmenován na Matter (čínsky „situace, událost, hmota“).
Aliance byla přejmenována, protože mnoho členů se zdráhalo připojit se k Zigbee, a CHIP byl změněn na Matter, pravděpodobně proto, že slovo CHIP bylo příliš známé (původně znamenalo „čip“) a velmi snadno se zhroutilo.
V říjnu 2022 CSA konečně vydala verzi 1.0 standardního protokolu Matter.Krátce před tím, 18. května 2023, vyšla také Matter verze 1.1.
Členové konsorcia CSA jsou rozděleni do tří úrovní: Iniciátor, Účastník a Osvojitel.Iniciátoři jsou na nejvyšší úrovni, jako první se podílejí na návrhu protokolu, jsou členy představenstva Aliance a do určité míry se podílejí na vedení a rozhodování Aliance.
Google a Apple jako zástupci iniciátorů významně přispěli k raným specifikacím Matteru.
Společnost Google přispěla vlastní stávající síťovou vrstvou a aplikačním protokolem Weave (soubor standardních ověřovacích mechanismů a příkazů pro provoz zařízení) vlastní Smart Home, zatímco Apple přispěl HAP Security (pro komunikaci mezi koncovými body a manipulaci s místní sítí LAN, zajišťující silné soukromí a zabezpečení). ).
Podle posledních údajů na oficiálních stránkách konsorcium ČSA iniciovalo celkem 29 společností s 282 účastníky a 238 osvojiteli.
Pod vedením gigantů aktivně vyvážejí své duševní vlastnictví pro společnost Matter a jsou odhodláni vybudovat velký jednotný a hladce propojený ekosystém.
Architektura protokolu hmoty
Po všech těch řečech, jak přesně rozumíme protokolu Matter?Jaký je jeho vztah s Wi-Fi, Bluetooth, Thread a Zigbee?
Ne tak rychle, podívejme se na schéma:
Toto je schéma architektury protokolu: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) a Ethernet jsou základními protokoly (fyzické a datové vrstvy);nahoru je síťová vrstva, včetně IP protokolů;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 vyhrazené síťové, transportní a aplikační vrstvy.
Proto je Matter vzájemně se vylučující protokol se Zigbee a Bluetooth.V současnosti jsou jedinými základními protokoly, které Matter podporuje, Wi-Fi, Thread a Ethernet (Ethernet).
Kromě architektury protokolu musíme vědět, že protokol Matter je navržen s otevřenou filozofií.
Jedná se o open source protokol, který může kdokoli prohlížet, používat a upravovat tak, aby vyhovoval různým aplikačním scénářům a potřebám, což umožní technické výhody transparentnosti a spolehlivosti.
Zabezpečení protokolu Matter je také hlavním prodejním argumentem.Využívá nejnovější šifrovací technologii a podporuje end-to-end šifrování, aby bylo zajištěno, že komunikace uživatelů nebude odcizena nebo zmanipulována.
Síťový model hmoty
Dále se podíváme na skutečný networking Matter.Opět je to znázorněno diagramem:
Jak ukazuje diagram, Matter je protokol založený na TCP/IP, takže Matter je cokoliv, 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, mohou být také propojena k sítím založeným na IP, jako je Wi-Fi, prostřednictvím Border Routers.
Zařízení, která nepodporují protokol Matter, jako jsou zařízení Zigbee nebo Bluetooth, lze připojit k zařízení typu bridge (Matter Bridge/Gateway), aby se protokol převedl a poté se připojil k bezdrátovému směrovači.
Průmyslové pokroky ve hmotě
Matter představuje trend v technologii chytré domácnosti.Jako takový si od svého vzniku získal širokou pozornost a nadšenou podporu.
Průmysl je velmi optimistický, pokud jde o vyhlídky rozvoje společnosti Matter.Podle nedávné zprávy společnosti ABI Research pro výzkum trhu se v letech 2022 až 2030 celosvětově prodá více než 20 miliard bezdrátově připojených zařízení pro chytrou domácnost a velká část těchto typů zařízení bude splňovat specifikaci Matter.
Matter v současnosti 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, dveřní zámky, světla, zásuvky, spínače, senzory, termostaty, ventilátory, ovladače klimatizace, žaluzie a mediální zařízení, pokrývající téměř všechny scénáře v chytrou domácnost.
V oboru již existuje řada výrobců, jejichž produkty prošly certifikací Matter a postupně vstupují na trh.Ze strany výrobců čipů a modulů je také poměrně silná podpora Matteru.
Závěr
Největší úlohou hmoty jako protokolu vyšší vrstvy je prolomit bariéry mezi různými zařízeními a ekosystémy.Různí lidé mají na Hmotu různé pohledy, někteří ji vidí jako spasitele a jiní ji vidí jako čistý štít.
V tuto chvíli 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 fádních let technologických systémů chytré domácnosti.Pokud starý systém omezuje vývoj technologií a omezuje uživatelskou zkušenost, pak potřebujeme technologie jako Matter, abychom zrychlili a převzali velký úkol.
Jestli bude mít Matter úspěch nebo ne, nemůžeme s jistotou říct.Je však vizí celého odvětví inteligentních domácností a odpovědností každé společnosti a odborníka v tomto odvětví zavést digitální technologie do domácího života a neustále zlepšovat digitální životní zkušenost uživatelů.
Doufejme, že chytrá domácnost brzy prolomí všechna technická pouta a vejde skutečně do každé domácnosti.
Čas odeslání: 29. června 2023