Emnet, vi skal tale om i dag, handler om smarte hjem.
Når det kommer til smarte hjem, bør ingen være ubekendte med dem. Tilbage i begyndelsen af dette århundrede, da konceptet med Tingenes Internet blev født, var det vigtigste anvendelsesområde det smarte hjem.
I årenes løb, med den kontinuerlige udvikling af digital teknologi, er der blevet opfundet mere og mere smart hardware til hjemmet. Denne hardware har bragt stor bekvemmelighed til familielivet og øget glæden ved at leve.
Med tiden vil du have en masse apps på din telefon.
Ja, dette er det økologiske barriereproblem, der længe har plaget smart home-industrien.
Faktisk har udviklingen af IoT-teknologi altid været præget af fragmentering. Forskellige anvendelsesscenarier matcher forskellige karakteristika for IoT-teknologier. Nogle kræver stor båndbredde, nogle kræver lavt strømforbrug, nogle fokuserer på stabilitet, og nogle er meget bekymrede over omkostningerne.
Dette har givet anledning til en blanding af 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread og andre underliggende kommunikationsteknologier.
Det smarte hjem er til gengæld et typisk LAN-scenarie med kortdistancekommunikationsteknologier som Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread osv. i en bred vifte af kategorier og med krydsanvendelse.
Da smarte hjem desuden er rettet mod ikke-specialiserede brugere, har producenter en tendens til at bygge deres egne platforme og brugergrænseflader og anvende proprietære applikationslagsprotokoller for at sikre brugeroplevelsen. Dette har ført til den nuværende "økosystemkrig".
Barriererne mellem økosystemer har ikke kun forårsaget uendelige problemer for brugerne, men også for leverandører og udviklere - lancering af det samme produkt kræver udvikling til forskellige økosystemer, hvilket øger arbejdsbyrden og omkostningerne betydeligt.
Fordi problemet med økologiske barrierer er en alvorlig begrænsning for den langsigtede udvikling af smarte hjem, er branchen begyndt at arbejde på at finde en løsning på dette problem.
Fødselen af Mater-protokollen
I december 2019 sluttede Google og Apple sig til Zigbee Alliance og sluttede sig dermed til Amazon og over 200 virksomheder og tusindvis af eksperter verden over for at promovere en ny applikationslagsprotokol, kendt som Project CHIP (Connected Home over IP)-protokollen.
Som navnet antyder, handler CHIP om at forbinde hjemmet baseret på IP-protokoller. Denne protokol blev lanceret med det formål at øge enhedskompabiliteten, forenkle produktudviklingen, forbedre brugeroplevelsen og drive branchen fremad.
Efter CHIP-arbejdsgruppen blev født, var den oprindelige plan at frigive standarden i 2020 og lancere produktet i 2021. Af forskellige årsager blev denne plan dog ikke til noget.
I maj 2021 ændrede Zigbee Alliance navn til CSA (Connectivity Standards Alliance). Samtidig blev CHIP-projektet omdøbt til Matter (som betyder "situation, begivenhed, materie" på kinesisk).
Alliancen blev omdøbt, fordi mange medlemmer var tilbageholdende med at tilslutte sig Zigbee, og CHIP blev ændret til Matter, sandsynligvis fordi ordet CHIP var for kendt (det betød oprindeligt "chip") og meget let at få det til at gå ned.
I oktober 2022 udgav CSA endelig version 1.0 af Matter-standardprotokollen. Kort før det, den 18. maj 2023, blev Matter version 1.1 også udgivet.
Medlemmer af CSA-konsortiet er opdelt i tre niveauer: Initiativtager, Deltager og Adopter. Initiativtagerne er på det højeste niveau, idet de er de første til at deltage i udarbejdelsen af protokollen, er medlemmer af Alliancens bestyrelse og deltager i et vist omfang i Alliancens ledelse og beslutninger.
Google og Apple bidrog, som repræsentanter for initiativtagerne, væsentligt til de tidlige specifikationer af Matter.
Google bidrog med sit eget Smart Homes eksisterende netværkslag og applikationsprotokollen Weave (et sæt standardgodkendelsesmekanismer og kommandoer til enhedsdrift), mens Apple bidrog med HAP Security (til end-to-end-kommunikation og lokal LAN-manipulation, der sikrer stærk privatliv og sikkerhed).
Ifølge de seneste data på den officielle hjemmeside blev CSA-konsortiet initieret af i alt 29 virksomheder med 282 deltagere og 238 brugere.
Anført af giganterne eksporterer brancheaktører aktivt deres intellektuelle ejendom for Matter og er forpligtet til at opbygge et storslået, samlet, problemfrit forbundet økosystem.
Matters protokolarkitektur
Efter al denne snak, hvordan forstår vi så præcist Matter-protokollen? Hvad er dens forhold til Wi-Fi, Bluetooth, Thread og Zigbee?
Ikke så hurtigt, lad os se på et diagram:
Dette er et diagram over protokolarkitekturen: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) og Ethernet er de underliggende protokoller (fysiske lag og datalinklag); opad er netværkslaget, inklusive IP-protokoller; opad er transportlaget, inklusive TCP- og UDP-protokoller; og Matter-protokollen er, som vi allerede har nævnt, en applikationslagsprotokol.
Bluetooth og Zigbee har også dedikerede netværks-, transport- og applikationslag ud over de underliggende protokoller.
Derfor er Matter en gensidigt udelukkende protokol med Zigbee og Bluetooth. I øjeblikket er de eneste underliggende protokoller, som Matter understøtter, Wi-Fi, Thread og Ethernet (Ethernet).
Ud over protokolarkitekturen skal vi vide, at Matter-protokollen er designet med en åben filosofi.
Det er en open source-protokol, der kan ses, bruges og ændres af alle, så den passer til forskellige applikationsscenarier og behov, hvilket giver mulighed for de tekniske fordele ved gennemsigtighed og pålidelighed.
Matter-protokollens sikkerhed er også et vigtigt salgsargument. Den bruger den nyeste krypteringsteknologi og understøtter end-to-end-kryptering for at sikre, at brugernes kommunikation ikke bliver stjålet eller manipuleret.
Matters netværksmodel
Dernæst ser vi på den faktiske netværksdannelse af materien. Dette illustreres igen med et diagram:
Som diagrammet viser, er Matter en TCP/IP-baseret protokol, så Matter er det, TCP/IP er grupperet i.
Wi-Fi- og Ethernet-enheder, der understøtter Matter-protokollen, kan tilsluttes direkte til en trådløs router. Thread-enheder, der understøtter Matter-protokollen, kan også forbindes til IP-baserede netværk såsom Wi-Fi via Border Routere.
Enheder, der ikke understøtter Matter-protokollen, såsom Zigbee eller Bluetooth-enheder, kan tilsluttes en bro-type enhed (Matter Bridge/Gateway) for at konvertere protokollen og derefter oprette forbindelse til en trådløs router.
Industrielle fremskridt inden for materie
Matter repræsenterer en trend inden for smart home-teknologi. Som sådan har det fået bred opmærksomhed og entusiastisk støtte siden dets start.
Branchen er meget optimistisk omkring Matters udviklingsmuligheder. Ifølge en nylig rapport fra markedsanalysefirmaet ABI Research vil der blive solgt mere end 20 milliarder trådløst forbundne smart home-enheder på verdensplan fra 2022 til 2030, og en stor del af disse enhedstyper vil opfylde Matters specifikationer.
Matter bruger i øjeblikket en certificeringsmekanisme. Producenter udvikler hardware, der skal bestå CSA-konsortiets certificeringsproces for at modtage Matter-certifikatet og få lov til at bruge Matter-logoet.
Ifølge CSA vil Matter-specifikationen gælde for en bred vifte af enhedstyper såsom kontrolpaneler, dørlåse, lys, stikkontakter, afbrydere, sensorer, termostater, ventilatorer, klimaanlæg, persienner og medieenheder, der dækker næsten alle scenarier i det smarte hjem.
Branchemæssigt har branchen allerede en række producenter, hvis produkter har bestået Matter-certificering og gradvist kommer ind på markedet. Fra chip- og modulproducenters side er der også relativt stærk støtte til Matter.
Konklusion
Matters største rolle som en protokol på det øvre lag er at nedbryde barriererne mellem forskellige enheder og økosystemer. Forskellige mennesker har forskellige perspektiver på materie, hvor nogle ser det som en redning, og andre ser det som en ren tavle.
I øjeblikket er Matter-protokollen stadig i de tidlige stadier af at komme på markedet og står mere eller mindre over for nogle problemer og udfordringer, såsom højere omkostninger og en længere fornyelsescyklus for lageret af enheder.
Under alle omstændigheder bringer det et chok til de kedelige år med smart home-teknologisystemer. Hvis det gamle system begrænser teknologiens udvikling og brugeroplevelsen, så har vi brug for teknologier som Matter til at træde frem og tage den store opgave på os.
Om Matter bliver en succes eller ej, kan vi ikke sige med sikkerhed. Det er dog hele smart home-branchens vision og ansvaret for alle virksomheder og praktikere i branchen at integrere digital teknologi i hjemmelivet og løbende forbedre brugernes digitale livsoplevelse.
Håber at det smarte hjem snart bryder alle tekniske lænker og for alvor kommer ind i alle hjem.
Opslagstidspunkt: 29. juni 2023