Ämnet vi ska prata om idag har att göra med smarta hem.
När det kommer till smarta hem bör ingen vara främmande för dem. Tillbaka i början av detta århundrade, när konceptet Internet of Things först föddes, var det viktigaste tillämpningsområdet det smarta hemmet.
Genom åren, med den kontinuerliga utvecklingen av digital teknik, har mer och mer smart hårdvara för hemmet uppfunnits. Den här hårdvaran har gjort familjelivet mycket bekvämt och lagt till nöjet att leva.
Med tiden kommer du att ha många appar på din telefon.
Ja, det här är det ekologiska barriärproblemet som länge har plågat industrin för smarta hem.
I själva verket har utvecklingen av IoT-teknik alltid präglats av fragmentering. Olika applikationsscenarier matchar olika egenskaper hos IoT-tekniker. Vissa behöver stor bandbredd, vissa behöver låg strömförbrukning, vissa fokuserar på stabilitet och vissa är mycket bekymrade över kostnaden.
Detta har gett upphov till en blandning av 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread och andra underliggande kommunikationsteknologier.
Det smarta hemmet är i sin tur ett typiskt LAN-scenario, med kommunikationsteknologier med kort räckvidd som Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, etc., i ett brett utbud av kategorier och korsanvändning.
Dessutom, eftersom smarta hem är inriktade på icke-specialistanvändare, tenderar tillverkare att bygga sina egna plattformar och UI-gränssnitt och anta proprietära applikationslagerprotokoll för att säkerställa användarupplevelsen. Detta har lett till det nuvarande "ekosystemkriget".
Barriärerna mellan ekosystemen har inte bara orsakat oändliga problem för användare utan även för leverantörer och utvecklare - att lansera samma produkt kräver utveckling för olika ekosystem, vilket avsevärt ökar arbetsbelastningen och kostnaderna.
Eftersom problemet med ekologiska barriärer är ett allvarligt hinder för den långsiktiga utvecklingen av smarta hem, har branschen börjat arbeta med att hitta en lösning på detta problem.
Materiens födelseprotokoll
I december 2019 gick Google och Apple med i Zigbee Alliance och gick med i Amazon och över 200 företag och tusentals experter över hela världen för att marknadsföra ett nytt applikationslagerprotokoll, känt som Project CHIP (Connected Home over IP)-protokollet.
Som du kan se av namnet handlar CHIP om att ansluta hemmet baserat på IP-protokoll. Detta protokoll lanserades med syftet att öka enhetskompatibiliteten, förenkla produktutvecklingen, förbättra användarupplevelsen och driva branschen framåt.
Efter att CHIP-arbetsgruppen föddes var den ursprungliga planen att släppa standarden 2020 och lansera produkten 2021. Men av olika anledningar blev denna plan inte verklighet.
I maj 2021 bytte Zigbee Alliance namn till CSA (Connectivity Standards Alliance). Samtidigt döptes CHIP-projektet om till Matter (som betyder "situation, händelse, materia" på kinesiska).
Alliansen bytte namn eftersom många medlemmar var ovilliga att gå med i Zigbee, och CHIP ändrades till Matter, förmodligen för att ordet CHIP var för välkänt (det betydde ursprungligen "chip") och mycket lätt att krascha.
I oktober 2022 släppte CSA äntligen version 1.0 av standardprotokollet Matter. Strax innan dess, den 18 maj 2023, släpptes även Matter version 1.1.
CSA-konsortiets medlemmar är indelade i tre nivåer: Initiativtagare, Deltagare och Adoptör. Initiativtagare är på högsta nivå, är de första att delta i utarbetandet av protokollet, är ledamöter i Alliansens styrelse och deltar till viss del i Alliansens ledning och beslut.
Google och Apple, som representanter för initiativtagarna, bidrog avsevärt till de tidiga specifikationerna av Matter.
Google bidrog med sitt eget Smart Homes befintliga nätverkslager och applikationsprotokoll Weave (en uppsättning standardautentiseringsmekanismer och kommandon för enhetsdrift), medan Apple bidrog med HAP Security (för end-to-end-kommunikation och lokal LAN-manipulation, vilket säkerställer stark integritet och säkerhet ).
Enligt de senaste uppgifterna på den officiella webbplatsen initierades CSA-konsortiet av totalt 29 företag, med 282 deltagare och 238 adoptanter.
Ledda av jättarna exporterar branschaktörer aktivt sin immateriella egendom för Matter och är engagerade i att bygga ett storslaget enhetligt sömlöst sammankopplat ekosystem.
Matters protokollarkitektur
Efter allt detta prat, hur exakt förstår vi Matter-protokollet? Vad är dess förhållande till Wi-Fi, Bluetooth, Thread och Zigbee?
Inte så snabbt, låt oss titta på ett diagram:
Detta är ett diagram över protokollarkitekturen: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) och Ethernet är de underliggande protokollen (fysiska och datalänkskikt); uppåt är nätverkslagret, inklusive IP-protokoll; uppåt är transportlagret, inklusive TCP- och UDP-protokoll; och Matter-protokollet, som vi redan har nämnt, är ett applikationslagerprotokoll.
Bluetooth och Zigbee har även dedikerade nätverks-, transport- och applikationslager, utöver de underliggande protokollen.
Därför är Matter ett ömsesidigt exklusivt protokoll med Zigbee och Bluetooth. För närvarande är de enda underliggande protokoll som Matter stöder Wi-Fi, Thread och Ethernet (Ethernet).
Förutom protokollarkitekturen behöver vi veta att Matter-protokollet är utformat med en öppen filosofi.
Det är ett protokoll med öppen källkod som kan ses, användas och modifieras av alla för att passa olika applikationsscenarier och behov, vilket möjliggör de tekniska fördelarna med transparens och tillförlitlighet.
Säkerheten i Matter-protokollet är också ett stort försäljningsargument. Den använder den senaste krypteringstekniken och stöder end-to-end-kryptering för att säkerställa att användarnas kommunikation inte stjäls eller manipuleras.
Matters nätverksmodell
Därefter tittar vi på själva nätverkandet av materia. Återigen illustreras detta med ett diagram:
Som diagrammet visar är Matter ett TCP/IP-baserat protokoll, så Matter är vad TCP/IP än är grupperat i.
Wi-Fi- och Ethernet-enheter som stöder Matter-protokollet kan anslutas direkt till en trådlös router. Trådenheter som stöder Matter-protokollet kan också kopplas samman med IP-baserade nätverk som Wi-Fi via gränsroutrar.
Enheter som inte stöder Matter-protokollet, som Zigbee- eller Bluetooth-enheter, kan anslutas till en enhet av bryggtyp (Matter Bridge/Gateway) för att konvertera protokollet och sedan ansluta till en trådlös router.
Industriella framsteg i materia
Matter representerar en trend inom smarta hemteknik. Som sådan har det fått stor uppmärksamhet och entusiastiskt stöd sedan starten.
Branschen är mycket optimistisk om Matters utvecklingsmöjligheter. Enligt en färsk rapport från marknadsundersökningsföretaget ABI Research kommer mer än 20 miljarder trådlöst anslutna smarta hemenheter att säljas över hela världen från 2022 till 2030, och en stor del av dessa enhetstyper kommer att uppfylla Matter-specifikationen.
Matter använder för närvarande en certifieringsmekanism. Tillverkare utvecklar hårdvara som behöver klara CSA-konsortiets certifieringsprocess för att få Matter-certifikatet och få använda Matter-logotypen.
Enligt CSA kommer Matter-specifikationen att gälla ett brett utbud av enhetstyper som kontrollpaneler, dörrlås, lampor, uttag, strömbrytare, sensorer, termostater, fläktar, klimatkontroller, persienner och mediaenheter, och täcker nästan alla scenarier i det smarta hemmet.
Branschmässigt har branschen redan ett antal tillverkare vars produkter har klarat Matter-certifiering och gradvis kommer in på marknaden. Från chip- och modultillverkarnas sida finns det också relativt starkt stöd för Matter.
Slutsats
Materiens största roll som ett protokoll på det övre skiktet är att bryta ner barriärerna mellan olika enheter och ekosystem. Olika människor har olika perspektiv på materien, vissa ser den som en frälsare och andra ser den som en ren skiva.
För tillfället är Matter-protokollet fortfarande i ett tidigt skede av att komma ut på marknaden och står mer eller mindre inför vissa problem och utmaningar, såsom högre kostnader och en längre förnyelsecykel för lager av enheter.
I vilket fall som helst ger det en chock för de tråkiga åren av smarta hemtekniksystem. Om det gamla systemet begränsar utvecklingen av teknik och begränsar användarupplevelsen, så behöver vi teknologier som Matter för att kliva upp och ta oss an den stora uppgiften.
Om Matter kommer att bli en succé eller inte kan vi inte säga säkert. Det är dock visionen för hela branschen för smarta hem och ansvaret för varje företag och utövare i branschen att ge digital teknik in i hemlivet och kontinuerligt förbättra användarnas digitala livsupplevelse.
Hoppas att det smarta hemmet snart kommer att bryta alla tekniska bojor och verkligen kommer in i varje hem.
Posttid: 2023-jun-29