Tēma, par kuru mēs šodien runāsim, ir saistīta ar viedajām mājām.
Runājot par gudrām mājām, nevienam nevajadzētu ar tām nepazīstamu. Atpakaļ šī gadsimta sākumā, kad pirmo reizi piedzima lietu interneta koncepcija, vissvarīgākā lietojumprogrammu zona, bija viedā māja.
Gadu gaitā, nepārtraukti attīstot digitālo tehnoloģiju, ir izgudrots arvien vairāk gudru aparatūru mājām. Šīs aparatūras ir radījušas lielas ērtības ģimenes dzīvē un papildinājusi dzīves prieku.
Laika gaitā tālrunī būs daudz lietotņu.
Jā, šī ir ekoloģiskās barjeras problēma, kas jau sen ir nomocījusi viedo mājas nozari.
Faktiski IoT tehnoloģijas attīstībai vienmēr ir raksturīga sadrumstalotība. Dažādi lietojumprogrammu scenāriji atbilst dažādām IoT tehnoloģiju īpašībām. Dažiem ir nepieciešams liels joslas platums, dažiem ir nepieciešams mazs enerģijas patēriņš, daži koncentrējas uz stabilitāti, bet daži ir ļoti nobažījušies par izmaksām.
Tas ir izraisījis 2/3/4/5G, NB-IoT, EMTC, Lora, Sigfox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread un citas pamatā esošās komunikācijas tehnoloģiju sajaukumu.
Viedā māja, savukārt, ir tipisks LAN scenārijs ar maza darbības attāluma komunikāciju tehnoloģijām, piemēram, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, pavedienu utt.
Turklāt, tā kā viedās mājas ir vērstas uz nespeciālistiskiem lietotājiem, ražotāji mēdz izveidot savas platformas un lietotāja saskarnes un pieņemt patentētus lietojumprogrammu slāņa protokolus, lai nodrošinātu lietotāja pieredzi. Tas ir novedis pie pašreizējā "ekosistēmu karš".
Barjeras starp ekosistēmām ir izraisījušas ne tikai lietotājus, bet arī pārdevējiem un izstrādātājiem - tā paša produkta palaišanai ir vajadzīga attīstība dažādām ekosistēmām, ievērojami palielinot darba slodzi un izmaksas.
Tā kā ekoloģisko barjeru problēma ir nopietns ierobežojums viedo māju ilgtermiņa attīstībai, nozare ir sākusi strādāt pie šīs problēmas risinājuma atrašanas.
Lietas protokola dzimšana
2019. gada decembrī Google un Apple pievienojās Zigbee aliansei, pievienojoties Amazon un vairāk nekā 200 uzņēmumiem un tūkstošiem ekspertu visā pasaulē, lai reklamētu jaunu lietojumprogrammu slāņa protokolu, kas pazīstams kā Project Chip (savienots mājas pār IP) protokolu.
Kā redzat no nosaukuma, Chip ir tikai mājas savienošana, pamatojoties uz IP protokoliem. Šis protokols tika palaists ar mērķi palielināt ierīču savietojamību, vienkāršot produktu izstrādi, uzlabot lietotāju pieredzi un virzot nozari uz priekšu.
Pēc mikroshēmas darba grupas piedzimšanas sākotnējais plāns bija izlaist standartu 2020. gadā un izlaist produktu 2021. gadā. Tomēr dažādu iemeslu dēļ šis plāns neīstenojās.
2021. gada maijā Zigbee alianse mainīja savu vārdu uz CSA (savienojamības standartu alianse). Tajā pašā laikā mikroshēmas projekts tika pārdēvēts par matēriju (nozīmē "situācija, notikums, matērija" ķīniešu valodā).
Allianse tika pārdēvēta, jo daudzi dalībnieki nevēlējās pievienoties Zigbee, un Chip tika mainīts uz Matter, iespējams, tāpēc, ka vārds Chip bija pārāk labi zināms (tas sākotnēji nozīmēja "mikroshēmu") un bija ļoti viegli avarēt.
2022. gada oktobrī CSA beidzot izlaida lietas standarta protokola versiju 1.0. Neilgi pirms tam, 2023. gada 18. maijā, tika izlaista arī Matter versija 1.1.
CSA konsorcija locekļi ir sadalīti trīs līmeņos: iniciatorā, dalībniekā un adoptētājā. Iniciatori ir visaugstākajā līmenī, kas ir pirmie, kas piedalās protokola izstrādē, ir alianses direktoru padomes locekļi un zināmā mērā piedalās alianses vadībā un lēmumos.
Google un Apple kā iniciatoru pārstāvji ievērojami veicināja matērijas agrīnās specifikācijas.
Google ieguldīja savu Smart Home esošo tīkla slāņa un lietojumprogrammu protokola pinumu (standarta autentifikācijas mehānismu un komandu komplekts ierīces darbībai), savukārt Apple veicināja HAP drošību (vienai komunikācijai un vietējām LAN manipulācijām, nodrošinot spēcīgu privātumu un drošību).
Saskaņā ar jaunākajiem datiem oficiālajā tīmekļa vietnē CSA konsorciju uzsāka kopumā 29 uzņēmumi ar 282 dalībniekiem un 238 adoptētājiem.
Milžu vadībā nozares spēlētāji aktīvi eksportē savu intelektuālo īpašumu matērijā un ir apņēmušies veidot grandiozu vienotu nemanāmi savienotu ekosistēmu.
Mattera protokola arhitektūra
Pēc visas šīs sarunas, kā tieši mēs saprotam lietu protokolu? Kādas ir tās attiecības ar Wi-Fi, Bluetooth, Thread un Zigbee?
Ne tik ātri, apskatīsim diagrammu:
Šī ir protokola arhitektūras diagramma: Wi-Fi, pavediens, Bluetooth (BLE) un Ethernet ir pamatā esošie protokoli (fizisko un datu saites slāņi); Augšpusē ir tīkla slānis, ieskaitot IP protokolus; Uz augšu ir transporta slānis, ieskaitot TCP un UDP protokolus; Un lietas protokols, kā mēs jau minējām, ir lietojumprogrammas slāņa protokols.
Bluetooth un Zigbee papildus pamatā esošajiem protokoliem ir arī specializēti tīkla, transporta un lietojumprogrammu slāņi.
Tāpēc matērija ir savstarpēji izslēdzošs protokols ar Zigbee un Bluetooth. Pašlaik vienīgie pamatā esošie protokoli, kas ir svarīgi, ir Wi-Fi, Thread un Ethernet (Ethernet).
Papildus protokola arhitektūrai mums jāzina, ka lietas protokols ir izstrādāts ar atvērtu filozofiju.
Tas ir atvērtā koda protokols, kuru var apskatīt, izmantot un modificēt ikviens, lai tas atbilstu dažādiem lietojumprogrammu scenārijiem un vajadzībām, kas ļaus gūt tehniskus ieguvumus no caurspīdīguma un uzticamības.
Jautājuma protokola drošība ir arī galvenais pārdošanas punkts. Tas izmanto jaunāko šifrēšanas tehnoloģiju un atbalsta visaptverošu šifrēšanu, lai pārliecinātos, ka lietotāju komunikācija netiek nozagta vai sagrozīta.
Mattera tīkla modelis
Tālāk mēs aplūkojam faktisko matērijas tīklu veidošanu. Atkal to ilustrē diagramma:
Kā redzams diagramma, matērija ir uz TCP/IP balstīts protokols, tāpēc matērija ir neatkarīgi no tā, kāds ir TCP/IP.
Wi-Fi un Ethernet ierīces, kas atbalsta matērijas protokolu, var tieši savienot ar bezvadu maršrutētāju. Vītņu ierīces, kas atbalsta šo lietu protokolu, var būt savstarpēji saistītas arī ar IP balstītiem tīkliem, piemēram, Wi-Fi, izmantojot robežas maršrutētājus.
Ierīces, kas neatbalsta lietu protokolu, piemēram, Zigbee vai Bluetooth ierīces, var savienot ar tilta tipa ierīci (Matter Bridge/Gateway), lai pārveidotu protokolu un pēc tam izveidotu savienojumu ar bezvadu maršrutētāju.
Rūpnieciskā progress matērijā
Matter ir viedās mājas tehnoloģijas tendence. Kā tāds tas ir saņēmis plašu uzmanību un aizrautīgu atbalstu kopš tā pirmsākumiem.
Nozare ir ļoti optimistiska attiecībā uz Matter attīstības perspektīvām. Saskaņā ar neseno tirgus pētījumu firmas ABI Research ziņojumu, no 2022. līdz 2030. gadam visā pasaulē tiks pārdoti vairāk nekā 20 miljardi bezvadu savienotu viedo mājas ierīču, un liela daļa šo ierīču veidu atbildīs lietas specifikācijai.
Matter pašlaik izmanto sertifikācijas mehānismu. Ražotāji izstrādā aparatūru, kurai jāiziet CSA konsorcija sertifikācijas process, lai saņemtu lietas sertifikātu, un viņiem ir atļauts izmantot lietas logotipu.
Saskaņā ar CSA teikto, lietas specifikācija attieksies uz plašu ierīču tipu klāstu, piemēram, vadības paneļiem, durvju slēdzenēm, gaismām, kontaktligzdām, slēdžiem, sensoriem, termostatiem, ventilatoriem, klimata kontrolieriem, žalūzijām un multivides ierīcēm, kas aptver gandrīz visus viedās mājas scenārijus.
Nozares ziņā nozarei jau ir vairāki ražotāji, kuru produkti ir izturējuši sertifikātu un pakāpeniski ienāk tirgū. No mikroshēmu un moduļa ražotāju puses ir arī salīdzinoši spēcīgs atbalsts matērijai.
Secinājums
Mattera lielākā loma kā augšējā slāņa protokols ir sadalīt šķēršļus starp dažādām ierīcēm un ekosistēmām. Dažādiem cilvēkiem ir atšķirīgas perspektīvas attiecībā uz matēriju, dažiem to redzot kā glābēju, bet citi to uzskata par tīru šīfera.
Pašlaik lietas protokols joprojām ir sākumposmā, kad ienāks tirgū, un vairāk vai mazāk saskaras ar dažām problēmām un izaicinājumiem, piemēram, augstākas izmaksas un ilgāks atjaunošanas cikls ierīču krājumiem.
Jebkurā gadījumā tas rada šoku viedo mājas tehnoloģiju sistēmu blāvos gadus. Ja vecā sistēma ierobežo tehnoloģiju attīstību un ierobežo lietotāja pieredzi, mums ir vajadzīgas tādas tehnoloģijas kā Matter, lai pastiprinātu un uzņemtu lielo uzdevumu.
Neatkarīgi no tā, vai matērija būs veiksmīga vai nē, mēs nevaram droši pateikt. Tomēr tas ir visas viedās mājas nozares redzējums un katra uzņēmuma un praktiķa atbildība nozarē, lai digitālās tehnoloģijas digitālas tehnoloģijas varētu dot mājas dzīvē un pastāvīgi uzlabot lietotāju digitālo dzīves pieredzi.
Ceru, ka viedās mājas drīz sagraus visas tehniskās važas un patiesi ienāks katrā mājās.
Pasta laiks: 29.-2023. Jūnijs