Šiandienos kalbėsime apie išmaniuosius namus.
Kalbant apie išmaniuosius namus, niekas neturėtų būti su jais susipažinęs. Dar šio amžiaus pradžioje, kai gimė daiktų interneto koncepcija, svarbiausia taikymo sritis buvo išmanieji namai.
Bėgant metams, nuolat tobulėjant skaitmeninėms technologijoms, buvo išrasta vis daugiau išmaniosios namų įrangos. Ši įranga suteikė daug patogumo šeimos gyvenimui ir padidino gyvenimo malonumą.
Laikui bėgant, jūsų telefone atsiras daug programėlių.
Taip, tai yra ekologinių barjerų problema, kuri jau seniai kamuoja išmaniųjų namų pramonę.
Iš tiesų, daiktų interneto technologijų plėtrai visada buvo būdingas fragmentiškumas. Skirtingi taikymo scenarijai atitinka skirtingas daiktų interneto technologijų savybes. Vieniems reikia didelio pralaidumo, kitiems – mažo energijos suvartojimo, treti orientuojasi į stabilumą, o treti labai nerimauja dėl kainos.
Tai paskatino 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread ir kitų pagrindinių ryšio technologijų atsiradimą.
Išmanieji namai, savo ruožtu, yra tipiškas LAN scenarijus, kuriame naudojamos trumpojo nuotolio ryšio technologijos, tokios kaip „Wi-Fi“, „Bluetooth“, „Zigbee“, „Thread“ ir kt., įvairiose kategorijose ir kryžminiu būdu.
Be to, kadangi išmanieji namai yra orientuoti į ne specialistus, gamintojai linkę kurti savo platformas ir vartotojo sąsajas bei taikyti patentuotus programų sluoksnio protokolus, kad užtikrintų naudotojo patirtį. Tai lėmė dabartinį „ekosistemų karą“.
Kliūtys tarp ekosistemų sukėlė begalę problemų ne tik vartotojams, bet ir tiekėjams bei kūrėjams – norint paleisti tą patį produktą, reikia kurti skirtingoms ekosistemoms, o tai žymiai padidina darbo krūvį ir išlaidas.
Kadangi ekologinių kliūčių problema yra rimtas ilgalaikės išmaniųjų namų plėtros apribojimas, pramonė pradėjo ieškoti šios problemos sprendimo.
„Matter“ protokolo gimimas
2019 m. gruodžio mėn. „Google“ ir „Apple“ prisijungė prie „Zigbee Alliance“, kartu su „Amazon“ ir daugiau nei 200 įmonių bei tūkstančiais ekspertų visame pasaulyje, siekdamos reklamuoti naują programų lygmens protokolą, žinomą kaip „Project CHIP“ („Connected Home over IP“) protokolą.
Kaip matyti iš pavadinimo, CHIP yra skirtas namų sujungimui naudojant IP protokolus. Šis protokolas buvo pristatytas siekiant padidinti įrenginių suderinamumą, supaprastinti produktų kūrimą, pagerinti naudotojų patirtį ir paskatinti pramonės plėtrą.
Gimus CHIP darbo grupei, pirminis planas buvo išleisti standartą 2020 m., o produktą – 2021 m. Tačiau dėl įvairių priežasčių šis planas neįvyko.
2021 m. gegužės mėn. „Zigbee Alliance“ pakeitė pavadinimą į CSA (angl. Connectivity Standards Alliance). Tuo pačiu metu CHIP projektas buvo pervadintas į „Matter“ (kinų kalba reiškia „situacija, įvykis, reikalas“).
Aljansas buvo pervadintas, nes daugelis narių nenorėjo prisijungti prie „Zigbee“, o CHIP buvo pakeistas į „Matter“, tikriausiai todėl, kad žodis CHIP buvo pernelyg gerai žinomas (iš pradžių jis reiškė „lustas“) ir labai lengva jį sugadinti.
2022 m. spalį CSA pagaliau išleido „Matter“ standartinio protokolo 1.0 versiją. Netrukus prieš tai, 2023 m. gegužės 18 d., buvo išleista ir „Matter“ 1.1 versija.
CSA konsorciumo nariai skirstomi į tris lygius: iniciatorius, dalyvis ir taikytojas. Iniciatoriai yra aukščiausio lygio, jie pirmieji dalyvauja rengiant protokolą, yra Aljanso direktorių valdybos nariai ir tam tikru mastu dalyvauja Aljanso vadovybėje ir priimant sprendimus.
„Google“ ir „Apple“, kaip iniciatorių atstovai, svariai prisidėjo prie ankstyvųjų „Matter“ specifikacijų.
„Google“ prisidėjo prie savo išmaniųjų namų tinklo sluoksnio ir programų protokolo „Weave“ (standartinių autentifikavimo mechanizmų ir komandų rinkinio įrenginio veikimui), o „Apple“ – prie „HAP Security“ (skirto tiesioginiam ryšiui ir vietinio LAN manipuliavimui, užtikrinant tvirtą privatumą ir saugumą).
Remiantis naujausiais oficialios svetainės duomenimis, CSA konsorciumą inicijavo iš viso 29 įmonės, kuriose dalyvavo 282 dalyviai ir 238 diegėjai.
Vadovaujami milžinų, pramonės atstovai aktyviai eksportuoja savo intelektinę nuosavybę į „Matter“ ir yra įsipareigoję kurti didžiulę, vieningą, sklandžiai sujungtą ekosistemą.
„Matter“ protokolo architektūra
Po visų šių kalbų, kaip tiksliai suprantame „Matter“ protokolą? Koks jo ryšys su „Wi-Fi“, „Bluetooth“, „Thread“ ir „Zigbee“?
Neskubėkime, pažiūrėkime į diagramą:
Tai protokolo architektūros schema: „Wi-Fi“, „Thread“, „Bluetooth“ (BLE) ir Ethernet yra pagrindiniai protokolai (fizinis ir duomenų perdavimo sluoksniai); aukštyn yra tinklo sluoksnis, įskaitant IP protokolus; aukštyn yra transporto sluoksnis, įskaitant TCP ir UDP protokolus; o „Matter“ protokolas, kaip jau minėjome, yra taikomojo sluoksnio protokolas.
„Bluetooth“ ir „Zigbee“ taip pat turi atskirus tinklo, perdavimo ir programų sluoksnius, be pagrindinių protokolų.
Todėl „Matter“ yra vienas kitą paneigiantis protokolas kartu su „Zigbee“ ir „Bluetooth“. Šiuo metu vieninteliai pagrindiniai protokolai, kuriuos palaiko „Matter“, yra „Wi-Fi“, „Thread“ ir Ethernet (Ethernet).
Be protokolo architektūros, turime žinoti, kad „Matter“ protokolas sukurtas vadovaujantis atvira filosofija.
Tai atvirojo kodo protokolas, kurį gali peržiūrėti, naudoti ir modifikuoti kiekvienas, kad jis atitiktų skirtingus taikymo scenarijus ir poreikius, o tai leis pasinaudoti techniniais skaidrumo ir patikimumo privalumais.
„Matter“ protokolo saugumas taip pat yra svarbus pardavimo argumentas. Jis naudoja naujausią šifravimo technologiją ir palaiko ištisinį šifravimą, kad būtų užtikrinta, jog vartotojų komunikacija nebūtų pavogta ar kitaip pažeista.
„Matter“ tinklų modelis
Toliau apžvelgsime tikrąjį Materijos tinklą. Tai vėlgi iliustruoja diagrama:
Kaip parodyta diagramoje, „Matter“ yra TCP/IP pagrindu sukurtas protokolas, todėl „Matter“ yra bet koks TCP/IP suskirstytas protokolas.
„Wi-Fi“ ir Ethernet įrenginiai, palaikantys „Matter“ protokolą, gali būti tiesiogiai prijungti prie belaidžio maršrutizatoriaus. „Grieginiai“ įrenginiai, palaikantys „Matter“ protokolą, taip pat gali būti prijungti prie IP pagrindu veikiančių tinklų, tokių kaip „Wi-Fi“, per „Border Routers“.
Įrenginiai, kurie nepalaiko „Matter“ protokolo, pvz., „Zigbee“ arba „Bluetooth“ įrenginiai, gali būti prijungti prie tilto tipo įrenginio („Matter Bridge/Gateway“), kad būtų konvertuotas protokolas, o tada prijungti prie belaidžio maršrutizatoriaus.
Pramonės pažanga materijos srityje
„Matter“ atstovauja išmaniųjų namų technologijų tendencijai. Todėl nuo pat pradžių sulaukė plataus dėmesio ir entuziastingo palaikymo.
Pramonės atstovai labai optimistiškai vertina „Matter“ plėtros perspektyvas. Remiantis naujausia rinkos tyrimų bendrovės „ABI Research“ ataskaita, nuo 2022 iki 2030 m. visame pasaulyje bus parduota daugiau nei 20 milijardų belaidžiu būdu prijungtų išmaniųjų namų įrenginių, ir didelė dalis šių įrenginių tipų atitiks „Matter“ specifikacijas.
„Matter“ šiuo metu naudoja sertifikavimo mechanizmą. Gamintojai kuria techninę įrangą, kuri turi praeiti CSA konsorciumo sertifikavimo procesą, kad gautų „Matter“ sertifikatą ir galėtų naudoti „Matter“ logotipą.
Pasak CSA, „Matter“ specifikacija bus taikoma įvairiems įrenginių tipams, tokiems kaip valdymo skydai, durų spynos, šviestuvai, lizdai, jungikliai, jutikliai, termostatai, ventiliatoriai, klimato valdikliai, žaliuzės ir medijos įrenginiai, apimantys beveik visus išmaniųjų namų scenarijus.
Kalbant apie pramonę, joje jau yra nemažai gamintojų, kurių produktai yra gavę „Matter“ sertifikatą ir pamažu patenka į rinką. Lustų ir modulių gamintojai taip pat gana stipriai remia „Matter“.
Išvada
Didžiausias „Matter“ vaidmuo kaip aukštesnio lygio protokolo yra panaikinti barjerus tarp skirtingų įrenginių ir ekosistemų. Skirtingi žmonės turi skirtingas nuomones apie „Matter“: vieni jį mato kaip gelbėtoją, o kiti – kaip švarų kelią.
Šiuo metu „Matter“ protokolas vis dar yra ankstyvosiose rinkos stadijose ir daugiau ar mažiau susiduria su tam tikromis problemomis ir iššūkiais, tokiais kaip didesnės kainos ir ilgesnis įrenginių atsargų atnaujinimo ciklas.
Bet kokiu atveju, tai šokiruoja nuobodžius išmaniųjų namų technologijų sistemų metus. Jei senoji sistema riboja technologijų plėtrą ir varžo naudotojo patirtį, tuomet mums reikia tokių technologijų kaip „Matter“, kurios imtųsi šios didelės užduoties.
Ar „Matter“ bus sėkmingas, ar ne, negalime tiksliai pasakyti. Tačiau visos išmaniųjų namų pramonės vizija ir kiekvienos šios srities įmonės bei specialisto pareiga yra įgalinti skaitmenines technologijas namų gyvenime ir nuolat gerinti vartotojų skaitmeninio gyvenimo patirtį.
Tikiuosi, kad išmanieji namai netrukus sulaužys visus techninius pančius ir tikrai ateis į kiekvienus namus.
Įrašo laikas: 2023 m. birželio 29 d.