Тэма, пра якую мы сёння пагаворым, звязана з разумнымі дамамі.
Калі справа даходзіць да разумных дамоў, ніхто не павінен быць з імі незнаёмы. Яшчэ ў пачатку гэтага стагоддзя, калі зарадзілася канцэпцыя Інтэрнэту рэчаў, самай важнай сферай прымянення быў разумны дом.
На працягу многіх гадоў з бесперапынным развіццём лічбавых тэхналогій вынаходзілі ўсё больш разумнага абсталявання для дома. Гэта абсталяванне прынесла вялікую зручнасць у сямейнае жыццё і дадало задавальнення ад жыцця.
З часам на вашым тэлефоне з'явіцца шмат праграм.
Так, гэта праблема экалагічнага бар'ера, якая даўно мучыць індустрыю разумных дамоў.
Фактычна, развіццё тэхналогіі IoT заўсёды характарызавалася фрагментацыяй. Розныя сцэнарыі прымянення адпавядаюць розным характарыстыкам тэхналогій IoT. Камусьці патрэбна вялікая прапускная здольнасць, камусьці патрэбна нізкае энергаспажыванне, хтосьці засяроджаны на стабільнасці, а хтосьці вельмі заклапочаны коштам.
Гэта прывяло да спалучэння 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread і іншых асноўных тэхналогій сувязі.
Разумны дом, у сваю чаргу, з'яўляецца тыповым сцэнарыем лакальнай сеткі з тэхналогіямі блізкай сувязі, такімі як Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread і г.д., у шырокім дыяпазоне катэгорый і перакрыжаванага выкарыстання.
Больш за тое, паколькі разумныя дамы арыентаваны на карыстальнікаў, якія не спецыялізуюцца, вытворцы, як правіла, ствараюць свае ўласныя платформы і інтэрфейсы карыстацкага інтэрфейсу і прымаюць прапрыетарныя пратаколы ўзроўню прыкладанняў, каб забяспечыць карыстацкі досвед. Гэта прывяло да цяперашняй «вайны экасістэм».
Бар'еры паміж экасістэмамі выклікалі бясконцыя праблемы не толькі ў карыстальнікаў, але і ў пастаўшчыкоў і распрацоўшчыкаў - запуск аднаго і таго ж прадукту патрабуе распрацоўкі для розных экасістэм, значна павялічваючы нагрузку і выдаткі.
Паколькі праблема экалагічных бар'ераў з'яўляецца сур'ёзным абмежаваннем для доўгатэрміновага развіцця разумных дамоў, прамысловасць пачала працаваць над пошукам рашэння гэтай праблемы.
Пратакол Нараджэнне Матэрыі
У снежні 2019 года Google і Apple далучыліся да Zigbee Alliance, далучыўшыся да Amazon і больш чым 200 кампаніям і тысячам экспертаў па ўсім свеце для прасоўвання новага пратакола прыкладнога ўзроўню, вядомага як пратакол Project CHIP (Connected Home over IP).
Як відаць з назвы, CHIP - гэта падключэнне дома на аснове IP-пратаколаў. Гэты пратакол быў запушчаны з мэтай павышэння сумяшчальнасці прылад, спрашчэння распрацоўкі прадуктаў, паляпшэння карыстальніцкага досведу і прасоўвання галіны наперад.
Пасля нараджэння рабочай групы CHIP першапачатковым планам было выпусціць стандарт у 2020 г. і запусціць прадукт у 2021 г. Аднак па розных прычынах гэты план не рэалізаваўся.
У маі 2021 года Zigbee Alliance змяніў назву на CSA (Connectivity Standards Alliance). У той жа час праект CHIP быў перайменаваны ў Matter (што ў перакладзе з кітайскага азначае «сітуацыя, падзея, справа»).
Альянс быў перайменаваны, таму што многія члены не жадалі далучацца да Zigbee, а CHIP быў зменены на Matter, верагодна, таму, што слова CHIP было занадта добра вядомым (яно першапачаткова азначала «чып») і вельмі лёгка выйшла з ладу.
У кастрычніку 2022 года CSA нарэшце выпусціла версію 1.0 стандартнага пратакола Matter. Незадоўга да гэтага, 18 мая 2023 года, таксама была выпушчана версія 1.1 Matter.
Члены кансорцыума CSA падзяляюцца на тры ўзроўні: ініцыятар, удзельнік і прыёмнік. Ініцыятары знаходзяцца на самым высокім узроўні, першымі прымаюць удзел у распрацоўцы пратакола, з'яўляюцца членамі Рады дырэктараў Альянсу і ў пэўнай ступені ўдзельнічаюць у кіраўніцтве і прыняцці рашэнняў Альянсам.
Google і Apple, як прадстаўнікі ініцыятараў, унеслі значны ўклад у раннія спецыфікацыі Matter.
Google унёс свой уласны сеткавы ўзровень і пратакол прыкладання Weave (набор стандартных механізмаў аўтэнтыфікацыі і каманд для працы з прыладай), у той час як Apple унесла HAP Security (для скразной сувязі і маніпуляцыі лакальнай лакальнай сеткай, забяспечваючы моцную прыватнасць і бяспеку ).
Паводле апошніх звестак на афіцыйным сайце, кансорцыум CSA быў ініцыяваны ў агульнай складанасці 29 кампаніямі, з 282 удзельнікаў і 238 усынавіцеляў.
На чале з гігантамі гульцы індустрыі актыўна экспартуюць сваю інтэлектуальную ўласнасць для Matter і імкнуцца пабудаваць грандыёзную аб'яднаную экасістэму, якая бесперашкодна звязана.
Архітэктура пратаколу Матэрыі
Пасля ўсіх гэтых размоў, як менавіта мы разумеем пратакол Matter? Якія адносіны ў яго з Wi-Fi, Bluetooth, Thread і Zigbee?
Не так хутка, паглядзім на схему:
Гэта дыяграма архітэктуры пратаколу: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) і Ethernet з'яўляюцца базавымі пратаколамі (фізічны ўзровень і ўзровень канала перадачы дадзеных); уверх - сеткавы ўзровень, уключаючы пратаколы IP; уверх - транспартны ўзровень, уключаючы пратаколы TCP і UDP; і пратакол Matter, як мы ўжо згадвалі, з'яўляецца пратаколам прыкладнога ўзроўню.
Bluetooth і Zigbee таксама маюць спецыяльны сеткавы, транспартны і прыкладны ўзроўні ў дадатак да асноўных пратаколаў.
Такім чынам, Matter з'яўляецца ўзаемавыключальным пратаколам з Zigbee і Bluetooth. У цяперашні час адзінымі базавымі пратаколамі, якія падтрымлівае Matter, з'яўляюцца Wi-Fi, Thread і Ethernet (Ethernet).
У дадатак да архітэктуры пратаколу, мы павінны ведаць, што пратакол Matter распрацаваны з адкрытай філасофіяй.
Гэта пратакол з адкрытым зыходным кодам, які любы можа праглядаць, выкарыстоўваць і змяняць у адпаведнасці з рознымі сцэнарыямі і патрэбамі прыкладанняў, што дазволіць атрымаць тэхнічныя перавагі празрыстасці і надзейнасці.
Бяспека пратаколу Matter таксама з'яўляецца важным пунктам продажу. Ён выкарыстоўвае найноўшую тэхналогію шыфравання і падтрымлівае скразное шыфраванне, каб гарантаваць, што камунікацыі карыстальнікаў не будуць скрадзеныя або падробленыя.
Сеткавая мадэль Матэрыі
Далей мы паглядзім на фактычную сетку Матэрыі. Зноў жа, гэта ілюструецца дыяграмай:
Як паказвае дыяграма, Matter - гэта пратакол на аснове TCP/IP, таму Matter - гэта ўсё, у што згрупаваны TCP/IP.
Прылады Wi-Fi і Ethernet, якія падтрымліваюць пратакол Matter, можна падключыць непасрэдна да бесправаднога маршрутызатара. Прылады Thread, якія падтрымліваюць пратакол Matter, таксама могуць падключацца да сетак на аснове IP, такіх як Wi-Fi, праз памежныя маршрутызатары.
Прылады, якія не падтрымліваюць пратакол Matter, такія як прылады Zigbee або Bluetooth, можна падключыць да прылады тыпу моста (Matter Bridge/Gateway), каб пераўтварыць пратакол, а затым падключыцца да бесправаднога маршрутызатара.
Прамысловыя дасягненні ў матэрыі
Matter прадстаўляе трэнд у тэхналогіях разумнага дома. Такім чынам, ён атрымаў шырокую ўвагу і энтузіязм падтрымкі з моманту свайго стварэння.
Індустрыя вельмі аптымістычна глядзіць на перспектывы развіцця Matter. Згодна з нядаўняй справаздачай фірмы па даследаванні рынку ABI Research, з 2022 па 2030 гады ва ўсім свеце будзе прададзена больш за 20 мільярдаў бесправадных прылад разумнага дома, і вялікая частка гэтых тыпаў прылад будзе адпавядаць спецыфікацыі Matter.
Matter у цяперашні час выкарыстоўвае механізм сертыфікацыі. Вытворцы распрацоўваюць абсталяванне, якое павінна прайсці працэс сертыфікацыі кансорцыума CSA, каб атрымаць сертыфікат Matter і атрымаць дазвол на выкарыстанне лагатыпа Matter.
Згодна з CSA, спецыфікацыя Matter будзе прымяняцца да шырокага спектру тыпаў прылад, такіх як панэлі кіравання, дзвярныя замкі, свяцільні, разеткі, выключальнікі, датчыкі, тэрмастаты, вентылятары, кліматычныя кантролеры, жалюзі і мультымедыйныя прылады, ахопліваючы практычна ўсе сцэнарыі ў разумны дом.
Што тычыцца галіны, у галіны ўжо ёсць шэраг вытворцаў, прадукцыя якіх прайшла сертыфікацыю Matter і паступова выходзіць на рынак. З боку вытворцаў чыпаў і модуляў існуе таксама адносна моцная падтрымка Matter.
Заключэнне
Найважнейшая роля Matter як пратакола верхняга ўзроўню - знішчэнне бар'ераў паміж рознымі прыладамі і экасістэмамі. Розныя людзі па-рознаму глядзяць на Матэрыю: адны бачаць у ёй выратавальнік, а іншыя - чысты ліст.
На дадзены момант пратакол Matter усё яшчэ знаходзіцца на ранніх стадыях выхаду на рынак і больш-менш сутыкаецца з некаторымі праблемамі і праблемамі, такімі як больш высокія выдаткі і больш працяглы цыкл абнаўлення запасаў прылад.
У любым выпадку, гэта шок для сумных гадоў тэхналагічных сістэм разумнага дома. Калі старая сістэма абмяжоўвае развіццё тэхналогій і абмяжоўвае карыстальніцкі досвед, тады нам патрэбны такія тэхналогіі, як Matter, каб актывізавацца і ўзяць на сябе вялікую задачу.
Ці будзе Matter мець поспех ці не, мы не можам сказаць дакладна. Тым не менш, гэта бачанне ўсёй індустрыі разумных дамоў і адказнасць кожнай кампаніі і спецыяліста ў галіны за ўкараненне лічбавых тэхналогій у хатняе жыццё і пастаяннае паляпшэнне лічбавага вопыту жыцця карыстальнікаў.
Спадзяемся, што разумны дом хутка разаб'е ўсе тэхнічныя путы і сапраўды ўвойдзе ў кожны дом.
Час публікацыі: 29 чэрвеня 2023 г