Téma, o ktorej sa dnes budeme rozprávať, sa týka inteligentných domov.
Pokiaľ ide o inteligentné domácnosti, nikto by s nimi nemal byť neznámy. Na začiatku tohto storočia, keď sa zrodil koncept internetu vecí, najdôležitejšou oblasťou použitia boli inteligentné domácnosti.
V priebehu rokov, s neustálym rozvojom digitálnych technológií, bolo vynájdených stále viac a viac inteligentného hardvéru pre domácnosť. Tento hardvér priniesol do rodinného života veľké pohodlie a zvýšil pôžitok zo života.
Postupom času budete mať v telefóne veľa aplikácií.
Áno, toto je problém ekologických bariér, ktorý už dlho trápi odvetvie inteligentných domácností.
V skutočnosti bol vývoj technológie internetu vecí vždy charakterizovaný fragmentáciou. Rôzne aplikačné scenáre zodpovedajú rôznym charakteristikám technológií internetu vecí. Niektoré potrebujú veľkú šírku pásma, iné nízku spotrebu energie, niektoré sa zameriavajú na stabilitu a niektoré sa veľmi obávajú nákladov.
To viedlo k vzniku kombinácie technológií 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread a ďalších základných komunikačných technológií.
Inteligentná domácnosť je zase typickým scenárom lokálnej siete (LAN) s technológiami komunikácie s krátkym dosahom, ako sú Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread atď., v širokej škále kategórií a krížového použitia.
Navyše, keďže inteligentné domy sú zamerané na nešpecializovaných používateľov, výrobcovia majú tendenciu vytvárať si vlastné platformy a používateľské rozhrania a prijímať proprietárne protokoly aplikačnej vrstvy, aby zabezpečili používateľskú skúsenosť. To viedlo k súčasnej „ekosystémovej vojne“.
Bariéry medzi ekosystémami spôsobili nielen nekonečné problémy používateľom, ale aj dodávateľom a vývojárom – spustenie toho istého produktu si vyžaduje vývoj pre rôzne ekosystémy, čo výrazne zvyšuje pracovnú záťaž a náklady.
Keďže problém ekologických bariér predstavuje vážne obmedzenie dlhodobého rozvoja inteligentných domov, priemysel začal pracovať na hľadaní riešenia tohto problému.
Zrod protokolu Matter
V decembri 2019 sa spoločnosti Google a Apple pripojili k aliancii Zigbee Alliance, čím sa k spoločnosti Amazon, viac ako 200 spoločnostiam a tisíckam odborníkov z celého sveta pridali s cieľom propagovať nový protokol aplikačnej vrstvy, známy ako protokol Project CHIP (Connected Home over IP).
Ako už názov napovedá, CHIP sa zameriava na pripojenie domácností na základe IP protokolov. Tento protokol bol spustený s cieľom zvýšiť kompatibilitu zariadení, zjednodušiť vývoj produktov, zlepšiť používateľskú skúsenosť a posunúť odvetvie vpred.
Po vzniku pracovnej skupiny CHIP bolo pôvodným plánom vydať štandard v roku 2020 a uviesť produkt na trh v roku 2021. Z rôznych dôvodov sa však tento plán neuskutočnil.
V máji 2021 zmenila aliancia Zigbee svoj názov na CSA (Connectivity Standards Alliance). Zároveň bol projekt CHIP premenovaný na Matter (čo v čínštine znamená „situácia, udalosť, hmota“).
Aliancia bola premenovaná, pretože mnohí členovia sa zdráhali pripojiť k Zigbee a CHIP bol zmenený na Matter, pravdepodobne preto, že slovo CHIP bolo príliš známe (pôvodne znamenalo „čip“) a veľmi ľahko sa dalo zrútiť.
V októbri 2022 CSA konečne vydala verziu 1.0 štandardného protokolu Matter. Krátko predtým, 18. mája 2023, bola vydaná aj verzia 1.1 protokolu Matter.
Členovia konzorcia CSA sú rozdelení do troch úrovní: Iniciátor, Účastník a Osvojovateľ. Iniciátori sú na najvyššej úrovni, sú prví, ktorí sa podieľajú na tvorbe protokolu, sú členmi predstavenstva Aliancie a do určitej miery sa podieľajú na vedení a rozhodnutiach Aliancie.
Spoločnosti Google a Apple, ako zástupcovia iniciátorov, významne prispeli k skorým špecifikáciám Matter.
Spoločnosť Google prispela existujúcou sieťovou vrstvou a aplikačným protokolom Weave (súbor štandardných autentifikačných mechanizmov a príkazov pre ovládanie zariadení) svojej vlastnej inteligentnej domácnosti, zatiaľ čo Apple prispel protokolom HAP Security (pre komunikáciu medzi koncovými bodmi a manipuláciu s lokálnou sieťou LAN, čím zabezpečila silné súkromie a bezpečnosť).
Podľa najnovších údajov na oficiálnej webovej stránke bolo konzorcium CSA iniciované celkovo 29 spoločnosťami s 282 účastníkmi a 238 prijímateľmi.
Pod vedením gigantov, hráči v tomto odvetví aktívne vyvážajú svoje duševné vlastníctvo pre Matter a sú odhodlaní budovať veľký jednotný a bezproblémovo prepojený ekosystém.
Architektúra protokolu Matter
Po všetkých týchto rozhovoroch, ako presne chápeme protokol Matter? Aký je jeho vzťah k Wi-Fi, Bluetooth, Thread a Zigbee?
Nie tak rýchlo, pozrime sa na diagram:
Toto je diagram architektúry protokolu: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) a Ethernet sú základné protokoly (fyzická a dátová linková vrstva); smerom nahor je sieťová vrstva vrátane IP protokolov; smerom nahor je transportná vrstva vrátane protokolov TCP a UDP; a protokol Matter, ako sme už spomenuli, je protokol aplikačnej vrstvy.
Bluetooth a Zigbee majú okrem základných protokolov aj vyhradenú sieťovú, transportnú a aplikačnú vrstvu.
Preto je Matter vzájomne sa vylučujúci protokol so Zigbee a Bluetooth. V súčasnosti sú jedinými základnými protokolmi, ktoré Matter podporuje, Wi-Fi, Thread a Ethernet (Ethernet).
Okrem architektúry protokolu musíme vedieť, že protokol Matter je navrhnutý s otvorenou filozofiou.
Ide o protokol s otvoreným zdrojovým kódom, ktorý si môže prezerať, používať a upravovať ktokoľvek tak, aby vyhovoval rôznym aplikačným scenárom a potrebám, čo umožní využiť technické výhody transparentnosti a spoľahlivosti.
Bezpečnosť protokolu Matter je tiež hlavným predajným argumentom. Používa najnovšiu šifrovaciu technológiu a podporuje šifrovanie end-to-end, aby sa zabezpečilo, že komunikácia používateľov nebude ukradnutá ani manipulovaná.
Sieťový model spoločnosti Matter
Ďalej sa pozrieme na samotné prepojenie hmoty. Opäť je to znázornené diagramom:
Ako ukazuje diagram, Matter je protokol založený na TCP/IP, takže Matter je čokoľvek, do čoho je TCP/IP zoskupený.
Zariadenia Wi-Fi a Ethernet, ktoré podporujú protokol Matter, je možné pripojiť priamo k bezdrôtovému smerovaču. Zariadenia Thread, ktoré podporujú protokol Matter, je možné prepojiť aj so sieťami založenými na IP, ako je Wi-Fi, prostredníctvom hraničných smerovačov.
Zariadenia, ktoré nepodporujú protokol Matter, ako napríklad zariadenia Zigbee alebo Bluetooth, je možné pripojiť k zariadeniu typu bridge (Matter Bridge/Gateway), aby sa protokol previedol a potom sa pripojili k bezdrôtovému smerovaču.
Priemyselný pokrok v hmote
Matter predstavuje trend v technológii inteligentných domácností. Ako taká si od svojho vzniku získala širokú pozornosť a nadšenú podporu.
Priemysel je veľmi optimistický, pokiaľ ide o vyhliadky rozvoja spoločnosti Matter. Podľa nedávnej správy prieskumnej spoločnosti ABI Research sa v rokoch 2022 až 2030 predá na celom svete viac ako 20 miliárd bezdrôtovo pripojených inteligentných domácich zariadení a veľká časť týchto typov zariadení bude spĺňať špecifikáciu Matter.
Spoločnosť Matter v súčasnosti používa certifikačný mechanizmus. Výrobcovia vyvíjajú hardvér, ktorý musí prejsť certifikačným procesom konzorcia CSA, aby získal certifikát Matter a mohol používať logo Matter.
Podľa CSA sa špecifikácia Matter bude vzťahovať na širokú škálu typov zariadení, ako sú ovládacie panely, zámky dverí, svetlá, zásuvky, spínače, senzory, termostaty, ventilátory, regulátory klimatizácie, žalúzie a mediálne zariadenia, čím sa pokryjú takmer všetky scenáre v inteligentnej domácnosti.
Z hľadiska odvetvia už existuje niekoľko výrobcov, ktorých produkty prešli certifikáciou Matter a postupne vstupujú na trh. Zo strany výrobcov čipov a modulov existuje tiež relatívne silná podpora pre Matter.
Záver
Najväčšou úlohou Matteru ako protokolu vyššej vrstvy je prelomiť bariéry medzi rôznymi zariadeniami a ekosystémami. Rôzni ľudia majú na Matter rôzne pohľady, niektorí ho vidia ako záchranu a iní ako čistý štít.
V súčasnosti je protokol Matter stále v počiatočných fázach uvádzania na trh a viac-menej čelí niektorým problémom a výzvam, ako sú vyššie náklady a dlhší cyklus obnovy zásob zariadení.
V každom prípade to prináša šok do nudných rokov systémov inteligentných domácich technológií. Ak starý systém obmedzuje rozvoj technológií a obmedzuje používateľskú skúsenosť, potom potrebujeme technológie ako Matter, ktoré sa postavia na nohy a prevezmú túto veľkú úlohu.
Či bude Matter úspešný alebo nie, nemôžeme s istotou povedať. Víziou celého odvetvia inteligentných domácností a zodpovednosťou každej spoločnosti a odborníka v tomto odvetví je však posilniť digitálne technológie v domácnostiach a neustále zlepšovať zážitok z digitálneho života používateľov.
Dúfam, že inteligentná domácnosť čoskoro prelomí všetky technické okovy a skutočne príde do každej domácnosti.
Čas uverejnenia: 29. júna 2023