Temaet vi skal snakke om i dag handler om smarthus.
Når det gjelder smarthjem, bør ingen være ukjent med dem. Tilbake på begynnelsen av dette århundret, da konseptet med tingenes internett først ble født, var det viktigste bruksområdet smarthjem.
I løpet av årene, med den kontinuerlige utviklingen av digital teknologi, har det blitt oppfunnet mer og mer smart maskinvare til hjemmet. Denne maskinvaren har gitt familielivet stor bekvemmelighet og økt gleden ved å leve.
Etter hvert vil du ha mange apper på telefonen din.
Ja, dette er det økologiske barriereproblemet som lenge har plaget smarthusbransjen.
Faktisk har utviklingen av IoT-teknologi alltid vært preget av fragmentering. Ulike applikasjonsscenarier samsvarer med ulike egenskaper ved IoT-teknologier. Noen trenger stor båndbredde, noen trenger lavt strømforbruk, noen fokuserer på stabilitet, og noen er svært opptatt av kostnader.
Dette har gitt opphav til en blanding av 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread og andre underliggende kommunikasjonsteknologier.
Smarthjemmet er på sin side et typisk LAN-scenario, med kommunikasjonsteknologier med kort rekkevidde som Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, osv., i et bredt spekter av kategorier og kryssbruk.
Dessuten, ettersom smarthjem er rettet mot ikke-spesialiserte brukere, har produsenter en tendens til å bygge sine egne plattformer og brukergrensesnitt og ta i bruk proprietære applikasjonslagsprotokoller for å sikre brukeropplevelsen. Dette har ført til den nåværende «økosystemkrigen».
Barrierene mellom økosystemer har ikke bare forårsaket endeløse problemer for brukere, men også for leverandører og utviklere – lansering av det samme produktet krever utvikling for forskjellige økosystemer, noe som øker arbeidsmengden og kostnadene betydelig.
Fordi problemet med økologiske barrierer er en alvorlig begrensning for den langsiktige utviklingen av smarte hjem, har bransjen begynt å jobbe med å finne en løsning på dette problemet.
Fødselen av Matter-protokollen
I desember 2019 ble Google og Apple med i Zigbee-alliansen, og sammen med Amazon og over 200 selskaper og tusenvis av eksperter over hele verden promoterte de en ny applikasjonslagsprotokoll, kjent som Project CHIP (Connected Home over IP)-protokollen.
Som du kan se fra navnet, handler CHIP om å koble hjemmet basert på IP-protokoller. Denne protokollen ble lansert med mål om å øke enhetskompatibiliteten, forenkle produktutviklingen, forbedre brukeropplevelsen og drive bransjen fremover.
Etter at CHIP-arbeidsgruppen ble opprettet, var den opprinnelige planen å lansere standarden i 2020 og produktet i 2021. Av ulike årsaker ble imidlertid ikke denne planen noe av.
I mai 2021 endret Zigbee Alliance navn til CSA (Connectivity Standards Alliance). Samtidig ble CHIP-prosjektet omdøpt til Matter (som betyr «situasjon, hendelse, materie» på kinesisk).
Alliansen ble omdøpt fordi mange medlemmer var motvillige til å bli med i Zigbee, og CHIP ble endret til Matter, sannsynligvis fordi ordet CHIP var for kjent (det betydde opprinnelig "chip") og veldig lett å krasje.
I oktober 2022 ga CSA endelig ut versjon 1.0 av Matter-standardprotokollen. Kort tid før det, 18. mai 2023, ble også Matter versjon 1.1 utgitt.
Medlemmer av CSA-konsortiet er delt inn i tre nivåer: initiativtaker, deltaker og adopterer. Initiativtakere er på det høyeste nivået, og er de første som deltar i utarbeidelsen av protokollen, er medlemmer av alliansens styre og deltar til en viss grad i alliansens ledelse og beslutninger.
Google og Apple, som representanter for initiativtakerne, bidro betydelig til de tidlige spesifikasjonene av Matter.
Google bidro med sitt eget Smart Homes eksisterende nettverkslag og applikasjonsprotokollen Weave (et sett med standard autentiseringsmekanismer og kommandoer for enhetsdrift), mens Apple bidro med HAP Security (for ende-til-ende-kommunikasjon og lokal LAN-manipulering, som sikrer sterkt personvern og sikkerhet).
Ifølge de siste dataene på det offisielle nettstedet ble CSA-konsortiet initiert av totalt 29 selskaper, med 282 deltakere og 238 brukere.
Anført av gigantene eksporterer bransjeaktørene aktivt sin intellektuelle eiendom for Matter og er forpliktet til å bygge et storslått, enhetlig, sømløst tilkoblet økosystem.
Matters protokollarkitektur
Etter alt dette snakket, hvordan forstår vi egentlig Matter-protokollen? Hva er forholdet mellom den og Wi-Fi, Bluetooth, Thread og Zigbee?
Ikke så fort, la oss se på et diagram:
Dette er et diagram over protokollarkitekturen: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) og Ethernet er de underliggende protokollene (fysiske lag og datalinklag); oppover er nettverkslaget, inkludert IP-protokoller; oppover er transportlaget, inkludert TCP- og UDP-protokoller; og Matter-protokollen, som vi allerede har nevnt, er en applikasjonslagsprotokoll.
Bluetooth og Zigbee har også dedikerte nettverks-, transport- og applikasjonslag, i tillegg til de underliggende protokollene.
Derfor er Matter en gjensidig utelukkende protokoll med Zigbee og Bluetooth. For øyeblikket er de eneste underliggende protokollene som Matter støtter Wi-Fi, Thread og Ethernet (Ethernet).
I tillegg til protokollarkitekturen må vi vite at Matter-protokollen er designet med en åpen filosofi.
Det er en åpen kildekode-protokoll som kan vises, brukes og modifiseres av alle for å passe til ulike applikasjonsscenarioer og behov, noe som vil gi de tekniske fordelene med åpenhet og pålitelighet.
Sikkerheten til Matter-protokollen er også et viktig salgsargument. Den bruker den nyeste krypteringsteknologien og støtter ende-til-ende-kryptering for å sikre at brukernes kommunikasjon ikke blir stjålet eller tuklet med.
Matters nettverksmodell
Deretter ser vi på selve nettverket til materien. Dette illustreres igjen med et diagram:
Som diagrammet viser, er Matter en TCP/IP-basert protokoll, så Matter er det TCP/IP er gruppert i.
Wi-Fi- og Ethernet-enheter som støtter Matter-protokollen kan kobles direkte til en trådløs ruter. Thread-enheter som støtter Matter-protokollen kan også kobles sammen med IP-baserte nettverk som Wi-Fi via Border Routers.
Enheter som ikke støtter Matter-protokollen, for eksempel Zigbee eller Bluetooth-enheter, kan kobles til en brotypeenhet (Matter Bridge/Gateway) for å konvertere protokollen og deretter koble til en trådløs ruter.
Industrielle fremskritt innen materie
Matter representerer en trend innen smarthusteknologi. Som sådan har den fått bred oppmerksomhet og entusiastisk støtte siden oppstarten.
Bransjen er svært optimistisk med tanke på Matters utviklingsutsikter. Ifølge en fersk rapport fra markedsundersøkelsesfirmaet ABI Research vil mer enn 20 milliarder trådløst tilkoblede smarthjem-enheter bli solgt over hele verden fra 2022 til 2030, og en stor andel av disse enhetstypene vil oppfylle Matter-spesifikasjonen.
Matter bruker for tiden en sertifiseringsmekanisme. Produsenter utvikler maskinvare som må bestå CSA-konsortiets sertifiseringsprosess for å motta Matter-sertifikatet og få lov til å bruke Matter-logoen.
I følge CSA vil Matter-spesifikasjonen gjelde for et bredt spekter av enhetstyper som kontrollpaneler, dørlåser, lys, stikkontakter, brytere, sensorer, termostater, vifter, klimaanlegg, persienner og medieenheter, og dekker nesten alle scenarier i smarthjemmet.
Bransjemessig har bransjen allerede en rekke produsenter hvis produkter har bestått Matter-sertifisering og gradvis kommer inn på markedet. Fra brikke- og modulprodusentenes side er det også relativt sterk støtte for Matter.
Konklusjon
Matters viktigste rolle som en protokoll på det øvre lag er å bryte ned barrierene mellom ulike enheter og økosystemer. Ulike mennesker har ulike perspektiver på materie, noen ser det som en redning og andre som et blankt ark.
For øyeblikket er Matter-protokollen fortsatt i en tidlig fase av å komme på markedet, og står mer eller mindre overfor noen problemer og utfordringer, som høyere kostnader og en lengre fornyelsessyklus for beholdningen av enheter.
Uansett bringer det et sjokk over de kjedelige årene med smarthusteknologisystemer. Hvis det gamle systemet begrenser teknologiutviklingen og brukeropplevelsen, trenger vi teknologier som Matter til å ta fatt på den store oppgaven.
Om Matter blir en suksess eller ikke, kan vi ikke si med sikkerhet. Det er imidlertid visjonen til hele smarthusbransjen og ansvaret til alle selskaper og praktikere i bransjen å styrke digital teknologi i hjemmelivet og kontinuerlig forbedre brukernes digitale livsopplevelse.
Håper at smarthjemmet snart bryter alle tekniske lenker og virkelig kommer inn i alle hjem.
Publisert: 29. juni 2023