El tema del que parlarem avui té a veure amb les cases intel·ligents.
Quan es tracta de cases intel·ligents, ningú no els hauria de conéixer. A principis d'aquest segle, quan va néixer el concepte d'Internet de les coses, l'àmbit d'aplicació més important, era la llar intel·ligent.
Amb els anys, amb el desenvolupament continu de la tecnologia digital, s'ha inventat cada cop més maquinari intel·ligent per a la llar. Aquests maquinari han aportat una gran comoditat a la vida familiar i han afegit el plaer de viure.
Amb el temps, tindreu moltes aplicacions al vostre telèfon.
Sí, aquest és el problema de la barrera ecològica que fa temps que afecta la indústria de la llar intel·ligent.
De fet, el desenvolupament de la tecnologia IoT sempre s'ha caracteritzat per la fragmentació. Els diferents escenaris d'aplicació coincideixen amb diferents característiques de les tecnologies IoT. Alguns necessiten un gran ample de banda, alguns necessiten un baix consum d'energia, alguns se centren en l'estabilitat i alguns estan molt preocupats pel cost.
Això ha donat lloc a una combinació de 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread i altres tecnologies de comunicació subjacents.
La casa intel·ligent, al seu torn, és un escenari típic de LAN, amb tecnologies de comunicació de curt abast com Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, etc., en una àmplia gamma de categories i d'ús creuat.
A més, com que les cases intel·ligents estan orientades a usuaris no especialitzats, els fabricants tendeixen a crear les seves pròpies plataformes i interfícies d'interfície d'usuari i adoptar protocols de capa d'aplicació propietaris per garantir l'experiència de l'usuari. Això ha provocat l'actual "guerra dels ecosistemes".
Les barreres entre ecosistemes no només han causat problemes infinits per als usuaris, sinó també per als venedors i desenvolupadors: llançar el mateix producte requereix desenvolupament per a diferents ecosistemes, augmentant significativament la càrrega de treball i els costos.
Com que el problema de les barreres ecològiques és una greu limitació per al desenvolupament a llarg termini de les cases intel·ligents, la indústria ha començat a treballar per trobar una solució a aquest problema.
El naixement del protocol Matèria
El desembre de 2019, Google i Apple es van unir a Zigbee Alliance, unint-se a Amazon i a més de 200 empreses i milers d'experts a tot el món per promoure un nou protocol de capa d'aplicació, conegut com a protocol Project CHIP (Connected Home over IP).
Com podeu veure pel nom, CHIP es tracta de connectar la casa basant-se en protocols IP. Aquest protocol es va llançar amb l'objectiu d'augmentar la compatibilitat dels dispositius, simplificar el desenvolupament del producte, millorar l'experiència de l'usuari i impulsar la indústria.
Després de néixer el grup de treball CHIP, el pla original era llançar l'estàndard el 2020 i llançar el producte el 2021. Tanmateix, per diferents motius, aquest pla no es va materialitzar.
El maig de 2021, la Zigbee Alliance va canviar el seu nom a CSA (Connectivity Standards Alliance). Al mateix temps, el projecte CHIP va passar a denominar-se Matèria (que significa "situació, esdeveniment, matèria" en xinès).
L'Aliança va ser rebatejada perquè molts membres es mostraven reticents a unir-se a Zigbee, i CHIP es va canviar a Matter, probablement perquè la paraula CHIP era massa coneguda (originalment significava "xip") i molt fàcil d'estavellar.
L'octubre de 2022, el CSA va llançar finalment la versió 1.0 del protocol estàndard Matter. Poc abans, el 18 de maig de 2023, també es va publicar la versió 1.1 de Matter.
Els membres del Consorci CSA es divideixen en tres nivells: Iniciador, Participant i Adoptant. Els iniciadors es troben al màxim nivell, sent els primers a participar en l'elaboració del protocol, són membres de la Junta Directiva de l'Aliança i participen en certa mesura en el lideratge i les decisions de l'Aliança.
Google i Apple, com a representants dels iniciadors, van contribuir significativament a les primeres especificacions de Matter.
Google va aportar la seva pròpia capa de xarxa existent de Smart Home i el protocol d'aplicació Weave (un conjunt de mecanismes d'autenticació estàndard i ordres per al funcionament del dispositiu), mentre que Apple va contribuir amb HAP Security (per a la comunicació d'extrem a extrem i la manipulació de la LAN local, garantint una forta privadesa i seguretat). ).
Segons les últimes dades del web oficial, el consorci CSA va ser iniciat per un total de 29 empreses, amb 282 participants i 238 adoptants.
Liderats pels gegants, els actors de la indústria exporten activament la seva propietat intel·lectual per a Matter i es comprometen a construir un gran ecosistema unificat i connectat perfectament.
Arquitectura de protocol de la matèria
Després de tota aquesta xerrada, com entenem exactament el protocol de la matèria? Quina relació té amb Wi-Fi, Bluetooth, Thread i Zigbee?
No tan ràpid, mirem un diagrama:
Aquest és un diagrama de l'arquitectura del protocol: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) i Ethernet són els protocols subjacents (capes físiques i d'enllaç de dades); cap amunt hi ha la capa de xarxa, inclosos els protocols IP; cap amunt hi ha la capa de transport, inclosos els protocols TCP i UDP; i el protocol Matter, com ja hem comentat, és un protocol de capa d'aplicació.
Bluetooth i Zigbee també tenen capes dedicades de xarxa, transport i aplicació, a més dels protocols subjacents.
Per tant, Matter és un protocol mútuament exclusiu amb Zigbee i Bluetooth. Actualment, els únics protocols subjacents que admet Matter són Wi-Fi, Thread i Ethernet (Ethernet).
A més de l'arquitectura del protocol, hem de saber que el protocol Matter està dissenyat amb una filosofia oberta.
Es tracta d'un protocol de codi obert que pot ser visualitzat, utilitzat i modificat per qualsevol persona per adaptar-se a diferents escenaris i necessitats d'aplicació, que permetrà obtenir els beneficis tècnics de la transparència i la fiabilitat.
La seguretat del protocol Matter també és un punt de venda important. Utilitza l'última tecnologia de xifratge i admet el xifratge d'extrem a extrem per garantir que les comunicacions dels usuaris no es roben ni es manipulin.
Model de xarxa de la matèria
A continuació, analitzem la xarxa real de la matèria. De nou, això s'il·lustra amb un diagrama:
Com mostra el diagrama, Matter és un protocol basat en TCP/IP, de manera que Matter és tot allò en què s'agrupi TCP/IP.
Els dispositius Wi-Fi i Ethernet que admeten el protocol Matter es poden connectar directament a un encaminador sense fil. Els dispositius Thread que admeten el protocol Matter també es poden interconnectar a xarxes basades en IP com ara Wi-Fi mitjançant encaminadors de frontera.
Els dispositius que no admeten el protocol Matter, com ara els dispositius Zigbee o Bluetooth, es poden connectar a un dispositiu de tipus pont (Matter Bridge/Gateway) per convertir el protocol i després connectar-se a un encaminador sense fil.
Avenços industrials en matèria
La matèria representa una tendència en la tecnologia de la llar intel·ligent. Com a tal, ha rebut una atenció generalitzada i un suport entusiasta des dels seus inicis.
La indústria és molt optimista sobre les perspectives de desenvolupament de Matter. Segons un informe recent de la firma d'investigació de mercat ABI Research, més de 20.000 milions de dispositius domèstics intel·ligents connectats sense fils es vendran a tot el món entre el 2022 i el 2030, i una gran proporció d'aquests tipus de dispositius compliran l'especificació de Matter.
Actualment Matter utilitza un mecanisme de certificació. Els fabricants desenvolupen maquinari que ha de passar el procés de certificació del consorci CSA per rebre el certificat de Matter i poder utilitzar el logotip de Matter.
Segons la CSA, l'especificació de Matter s'aplicarà a una àmplia gamma de tipus de dispositius, com ara panells de control, panys de portes, llums, endolls, interruptors, sensors, termòstats, ventiladors, controladors de clima, persianes i dispositius multimèdia, que cobreixen gairebé tots els escenaris en la casa intel·ligent.
Pel que fa a la indústria, la indústria ja compta amb una sèrie de fabricants els productes dels quals han superat la certificació Matter i estan entrant progressivament al mercat. Per part dels fabricants de xips i mòduls, també hi ha un suport relativament fort per a Matter.
Conclusió
El paper més important de la matèria com a protocol de capa superior és trencar les barreres entre diferents dispositius i ecosistemes. Diferents persones tenen diferents perspectives sobre la matèria, alguns la veuen com un salvador i d'altres la veuen com una pissarra.
En aquests moments, el protocol Matter encara es troba en les primeres fases d'arribada al mercat i més o menys s'enfronta a alguns problemes i reptes, com ara costos més elevats i un cicle de renovació més llarg de l'estoc de dispositius.
En qualsevol cas, suposa un xoc als anys avorrits dels sistemes de tecnologia domèstica intel·ligent. Si l'antic sistema limita el desenvolupament de la tecnologia i limita l'experiència de l'usuari, llavors necessitem tecnologies com Matter per fer un pas i assumir la gran tasca.
No podem dir amb certesa si Matter serà un èxit o no. Tanmateix, és la visió de tota la indústria de la llar intel·ligent i la responsabilitat de totes les empreses i professionals del sector potenciar la tecnologia digital a la vida domèstica i millorar contínuament l'experiència de vida digital dels usuaris.
Esperem que la casa intel·ligent aviat trenqui tots els grillons tècnics i arribi realment a totes les llars.
Hora de publicació: 29-juny-2023