Темата, за която ще говорим днес, е свързана с умните домове.
Когато става въпрос за интелигентни домове, никой не трябва да е непознат с тях. Още в началото на този век, когато за първи път се роди концепцията за интернет на нещата, най-важната област на приложение беше интелигентният дом.
През годините, с непрекъснатото развитие на дигиталните технологии, се изобретява все повече интелигентен хардуер за дома. Този хардуер донесе голямо удобство в семейния живот и допринесе за удоволствието от живота.
С течение на времето ще имате много приложения на телефона си.
Да, това е проблемът с екологичната бариера, който отдавна тормози индустрията за интелигентни домове.
Всъщност развитието на IoT технологията 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 някои са много загрижени за разходите.
Това доведе до комбинация от 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread и други основни комуникационни технологии.
Интелигентният дом от своя страна е типичен LAN сценарий с комуникационни технологии с малък обхват като Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread и др., в широк диапазон от категории и кръстосано използване.
Освен това, тъй като интелигентните домове са насочени към неспециализирани потребители, производителите са склонни да изграждат свои собствени платформи и UI интерфейси и да приемат собствени протоколи на приложния слой, за да осигурят потребителско изживяване. Това доведе до настоящата „екосистемна война“.
Бариерите между екосистемите не само причиниха безкрайни проблеми на потребителите, но и на доставчиците и разработчиците - стартирането на един и същ продукт изисква разработка за различни екосистеми, което значително увеличава натоварването и разходите.
Тъй като проблемът с екологичните бариери е сериозна пречка за дългосрочното развитие на интелигентните домове, индустрията започна да работи по намирането на решение на този проблем.
Раждането на протокола Материята
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 приложния слой, известен като Project CHIP (Connected Home over IP) протокол.
Както можете да видите от името, CHIP е свързан с свързването на дома въз основа на IP протоколи. Този протокол беше пуснат с цел увеличаване на съвместимостта на устройствата, опростяване на разработването на продукти, подобряване на потребителското изживяване и тласък на индустрията напред.
След раждането на работната група CHIP, първоначалният план беше стандартът да бъде пуснат през 2020 г. и продуктът да бъде пуснат през 2021 г. Въпреки това, поради различни причини, този план не се осъществи.
През май 2021 г. Zigbee Alliance промени името си на CSA (Connectivity Standards Alliance). В същото време проектът CHIP беше преименуван на Matter (което означава „ситуация, събитие, материя“ на китайски).
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 CSA Consortium са разделени на три нива: инициатор, участник и осиновител. Инициаторите са на най-високо ниво, като първи участват в изготвянето на протокола, членове са на Управителния съвет 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 протокол за приложение Weave на собствения си Smart Home (набор от стандартни механизми за удостоверяване и команди за работа на устройството), докато Apple допринесе с HAP Security (за комуникация от край до край и локална LAN манипулация, гарантираща силна поверителност и сигурност ).
Според последните данни на официалния сайт, 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 се ангажират да изградят грандиозна обединена безпроблемно свързана екосистема.
Архитектурата на протокола на Matter
След всички тези приказки, как точно разбираме протокола Matter? Каква е връзката му с Wi-Fi, Bluetooth, Thread и Zigbee?
Не толкова бързо, нека да разгледаме диаграмата:
Това е диаграма на архитектурата на протокола: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) и Ethernet са основните протоколи (физически слоеве и слоеве на връзката за данни); нагоре е мрежовият слой, включително IP протоколите; нагоре е транспортният слой, включително 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 се разглежда, използва и модифицира от всеки, за да отговаря на различни сценарии и нужди на приложения, което ще позволи техническите предимства на прозрачността и надеждността.
Сигурността на протокола Matter също е основна точка за продажба. 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 действителното свързване на материята в мрежа. Отново, това е илюстрирано с диаграма:
Както показва диаграмата, Matter е протокол, базиран на TCP/IP, така че Matter е всичко, в 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, също могат да бъдат свързани помежду си към IP базирани мрежи като Wi-Fi чрез гранични рутери.
Устройства, които не поддържат протокола Matter, като Zigbee или Bluetooth устройства, могат да бъдат свързани към устройство от тип мост (Matter Bridge/Gateway), за да конвертират протокола и след това да се свържат към безжичен рутер.
Индустриален напредък в материята
Matter представлява тенденция в технологиите за интелигентен дом. Като такъв, той получи широко внимание и ентусиазирана подкрепа от самото си създаване.
Индустрията е много оптимистична относно перспективите за развитие на Matter. Според неотдавнашен доклад на фирмата за пазарни проучвания ABI Research повече от 20 милиарда безжично свързани интелигентни домашни устройства ще бъдат продадени по целия свят от 2022 до 2030 г. и голяма част от тези типове устройства ще отговарят на спецификацията 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 им бъде разрешено да използват логото Matter.
Според CSA, спецификацията Matter ще се прилага за широк набор от типове устройства като контролни панели, брави на врати, светлини, контакти, ключове, сензори, термостати, вентилатори, климатични контролери, щори и медийни устройства, покриващи почти всички сценарии в умният дом.
По отношение на индустрията, индустрията вече има редица производители, чиито продукти са преминали сертифициране на Matter и постепенно навлизат на пазара. От страна на производителите на чипове и модули също има относително силна подкрепа за Matter.
Заключение
Най-голямата роля на Matter като протокол от горен слой е да разруши бариерите между различни устройства и екосистеми. Различните хора имат различни гледни точки за Материята, като някои я виждат като спасител, а други я виждат като чист лист.
В момента протоколът Matter все още е в ранните етапи на излизане на пазара и повече или по-малко е изправен пред някои проблеми и предизвикателства, като например по-високи разходи и по-дълъг цикъл на подновяване на запасите от устройства.
Във всеки случай, това носи шок в скучните години на технологичните системи за интелигентен дом. Ако старата система ограничава развитието на технологиите и ограничава потребителското изживяване, тогава имаме нужда от технологии като Matter, за да се засилим и да поемем голямата задача.
Дали Matter ще има успех или не, не можем да кажем със сигурност. Въпреки това, визията на цялата индустрия за интелигентен дом и отговорността на всяка компания и практикуващ специалист в индустрията е да внедрят цифровите технологии в домашния живот и непрекъснато да подобряват изживяването на потребителите в цифров вид.
Надяваме се, че умният дом скоро ще разбие всички технически окови и наистина ще влезе във всеки дом.
Време на публикуване: 29 юни 2023 г