Темата, за която ще говорим днес, е свързана с умните домове.
Що се отнася до умните домове, никой не би трябвало да е непознат с тях. В началото на този век, когато се заражда концепцията за Интернет на нещата, най-важната област на приложение е бил умният дом.
През годините, с непрекъснатото развитие на цифровите технологии, са изобретявани все повече и повече интелигентни устройства за дома. Тези устройства са донесли голямо удобство в семейния живот и са допринесли за удоволствието от живота.
С течение на времето ще имате много приложения на телефона си.
Да, това е проблемът с екологичната бариера, който отдавна измъчва индустрията за интелигентни домове.
Всъщност, развитието на IoT технологиите винаги се е характеризирало с фрагментация. Различните сценарии на приложение съответстват на различни характеристики на IoT технологиите. Някои се нуждаят от голяма честотна лента, други се нуждаят от ниска консумация на енергия, трети се фокусират върху стабилността, а трети са силно загрижени за цената.
Това доведе до появата на комбинация от 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread и други базови комуникационни технологии.
Умният дом, от своя страна, е типичен LAN сценарий, с технологии за комуникация с малък обхват, като Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread и др., в широк спектър от категории и кръстосано приложение.
Освен това, тъй като интелигентните домове са насочени към потребители, които не са специалисти, производителите са склонни да изграждат свои собствени платформи и потребителски интерфейси и да приемат собствени протоколи на приложното ниво, за да осигурят потребителското изживяване. Това доведе до настоящата „екосистемна война“.
Бариерите между екосистемите не само са причинили безкрайни проблеми на потребителите, но и на доставчиците и разработчиците - пускането на един и същ продукт изисква разработка за различни екосистеми, което значително увеличава натоварването и разходите.
Тъй като проблемът с екологичните бариери е сериозно ограничение за дългосрочното развитие на интелигентните домове, индустрията започна да работи по намирането на решение на този проблем.
Раждането на протокола Matter
През декември 2019 г. Google и Apple се присъединиха към Zigbee Alliance, присъединявайки се към Amazon и над 200 компании и хиляди експерти по целия свят, за да популяризират нов протокол на приложното ниво, известен като Project CHIP (Connected Home over IP).
Както можете да видите от името, CHIP е свързан със свързването на дома въз основа на IP протоколи. Този протокол е стартиран с цел увеличаване на съвместимостта на устройствата, опростяване на разработването на продукти, подобряване на потребителското изживяване и развитие на индустрията.
След създаването на работната група CHIP, първоначалният план беше стандартът да бъде пуснат през 2020 г., а продуктът да бъде пуснат на пазара през 2021 г. Поради различни причини обаче този план не се осъществи.
През май 2021 г. Zigbee Alliance промени името си на CSA (Connectivity Standards Alliance). Същевременно проектът CHIP беше преименуван на Matter (което на китайски означава „ситуация, събитие, материя“).
Алиансът беше преименуван, защото много членове не искаха да се присъединят към Zigbee, а CHIP беше променен на Matter, вероятно защото думата CHIP беше твърде добре позната (първоначално означаваше „чип“) и много лесна за срив.
През октомври 2022 г. CSA най-накрая пусна версия 1.0 на стандартния протокол Matter. Малко преди това, на 18 май 2023 г., беше пусната и версия 1.1 на Matter.
Членовете на Консорциума на CSA са разделени на три нива: Инициатор, Участник и Осиновител. Инициаторите са на най-високо ниво, като първите участват в изготвянето на протокола, членове са на Съвета на директорите на Алианса и участват до известна степен в ръководството и решенията на Алианса.
Google и Apple, като представители на инициаторите, допринесоха значително за ранните спецификации на Matter.
Google допринесе със съществуващия мрежов слой и протокола за приложения Weave (набор от стандартни механизми за удостоверяване и команди за работа с устройствата) на своята система Smart Home, докато Apple допринесе със HAP Security (за комуникация от край до край и манипулиране на локална LAN мрежа, осигурявайки силна поверителност и сигурност).
Според последните данни на официалния уебсайт, консорциумът CSA е иницииран от общо 29 компании, с 282 участници и 238 осиновители.
Водени от гигантите, играчите в индустрията активно изнасят своята интелектуална собственост за Matter и са ангажирани с изграждането на една голяма, обединена и безпроблемно свързана екосистема.
Архитектура на протокола на Matter
След целия този разговор, как точно разбираме протокола Matter? Каква е връзката му с Wi-Fi, Bluetooth, Thread и Zigbee?
Не толкова бързо, нека да разгледаме диаграма:
Това е диаграма на архитектурата на протокола: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) и Ethernet са основните протоколи (физически и канален слой); нагоре е мрежовият слой, включващ IP протоколи; нагоре е транспортният слой, включващ TCP и UDP протоколи; а протоколът Matter, както вече споменахме, е протокол на приложния слой.
Bluetooth и Zigbee също имат специални мрежови, транспортни и приложни слоеве, в допълнение към основните протоколи.
Следователно, Matter е взаимно изключващ се протокол със Zigbee и Bluetooth. В момента единствените основни протоколи, които Matter поддържа, са Wi-Fi, Thread и Ethernet (Ethernet).
В допълнение към архитектурата на протокола, трябва да знаем, че протоколът Matter е проектиран с отворена философия.
Това е протокол с отворен код, който може да бъде преглеждан, използван и модифициран от всеки, за да отговаря на различни сценарии и нужди на приложенията, което ще позволи техническите предимства на прозрачността и надеждността.
Сигурността на протокола Matter също е основен плюс. Той използва най-новата технология за криптиране и поддържа криптиране от край до край, за да гарантира, че комуникациите на потребителите няма да бъдат откраднати или подправени.
Мрежовият модел на Matter
След това разглеждаме действителната мрежа от Материята. Това отново е илюстрирано с диаграма:
Както показва диаграмата, Matter е протокол, базиран на TCP/IP, така че Matter е това, към което е групиран TCP/IP.
Wi-Fi и Ethernet устройства, които поддържат протокола Matter, могат да бъдат свързани директно към безжичен рутер. Thread устройства, които поддържат протокола Matter, могат също да бъдат свързани към IP-базирани мрежи, като например Wi-Fi, чрез гранични рутери.
Устройства, които не поддържат протокола Matter, като например Zigbee или Bluetooth устройства, могат да бъдат свързани към устройство от тип мост (Matter Bridge/Gateway), за да преобразуват протокола и след това да се свържат с безжичен рутер.
Индустриалният напредък в материята
Материята представлява тенденция в технологиите за интелигентен дом. Като такава, тя е получила широко внимание и ентусиазирана подкрепа от самото си създаване.
Индустрията е много оптимистична относно перспективите за развитие на Matter. Според скорошен доклад на фирмата за пазарни проучвания ABI Research, над 20 милиарда безжично свързани устройства за интелигентен дом ще бъдат продадени по целия свят от 2022 до 2030 г., като голяма част от тези типове устройства ще отговарят на спецификацията на Matter.
В момента Matter използва механизъм за сертифициране. Производителите разработват хардуер, който трябва да премине процеса на сертифициране на консорциума CSA, за да получи сертификата Matter и да му бъде разрешено да използва логото на Matter.
Според CSA, спецификацията Matter ще се прилага за широк спектър от типове устройства, като контролни панели, брави на врати, осветление, контакти, ключове, сензори, термостати, вентилатори, климатични контролери, щори и медийни устройства, обхващайки почти всички сценарии в интелигентния дом.
Що се отнася до индустрията, в нея вече има редица производители, чиито продукти са преминали сертифициране по Matter и постепенно навлизат на пазара. От страна на производителите на чипове и модули също има сравнително силна подкрепа за Matter.
Заключение
Най-голямата роля на Matter като протокол от горно ниво е да премахва бариерите между различните устройства и екосистеми. Различните хора имат различни гледни точки за Matter, като някои я виждат като спасител, а други я виждат като чисто начало.
В момента протоколът Matter все още е в ранен етап на навлизане на пазара и е изправен пред някои проблеми и предизвикателства, като например по-високи разходи и по-дълъг цикъл на подновяване на наличните устройства.
Във всеки случай, това е шокиращо за скучните години на технологиите за интелигентен дом. Ако старата система ограничава развитието на технологиите и потребителското изживяване, тогава се нуждаем от технологии като Matter, които да се изправят пред нас и да поемат голямата задача.
Дали Matter ще бъде успешен или не, не можем да кажем със сигурност. Визията на цялата индустрия за интелигентен дом и отговорността на всяка компания и специалист в индустрията обаче е да внедрят цифровите технологии в домашния живот и непрекъснато да подобряват дигиталното изживяване на потребителите.
Надеждата е, че умният дом скоро ще разчупи всички технически окови и наистина ще влезе във всеки дом.
Време на публикуване: 29 юни 2023 г.