Tēma, par kuru mēs šodien runāsim, ir saistīta ar viedajām mājām.
Runājot par viedajām mājām, nevienam nevajadzētu būt svešām. Šī gadsimta sākumā, kad radās lietu interneta koncepcija, viedā māja bija tā svarīgākā pielietojuma joma.
Gadu gaitā, nepārtraukti attīstoties digitālajām tehnoloģijām, ir izgudrota arvien vairāk viedās aparatūras mājām. Šī aparatūra ir sniegusi lielas ērtības ģimenes dzīvē un vairojusi dzīves prieku.
Laika gaitā jūsu tālrunī būs daudz lietotņu.
Jā, šī ir ekoloģiskā barjera problēma, kas jau sen ir nomocījusi viedās mājas nozari.
Patiesībā lietu interneta (IoT) tehnoloģiju attīstību vienmēr ir raksturojusi fragmentācija. Dažādi pielietojuma scenāriji atbilst dažādām lietu interneta (IoT) tehnoloģiju īpašībām. Dažām ir nepieciešams liels joslas platums, citām - zems enerģijas patēriņš, dažas koncentrējas uz stabilitāti, bet citas ļoti uztraucas par izmaksām.
Tas ir radījis 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread un citu pamatā esošo komunikāciju tehnoloģiju sajaukumu.
Savukārt viedā māja ir tipisks lokālā tīkla scenārijs ar šaura darbības rādiusa sakaru tehnoloģijām, piemēram, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread utt., plašā kategoriju un savstarpējas lietošanas klāstā.
Turklāt, tā kā viedās mājas ir paredzētas nespeciālistiem, ražotāji mēdz veidot savas platformas un lietotāja saskarnes, kā arī pieņemt patentētus lietojumprogrammu slāņa protokolus, lai nodrošinātu lietotāja pieredzi. Tas ir novedis pie pašreizējā "ekosistēmu kara".
Šķēršļi starp ekosistēmām ir radījuši ne tikai nebeidzamas problēmas lietotājiem, bet arī pārdevējiem un izstrādātājiem — viena un tā paša produkta laišana klajā prasa izstrādi dažādām ekosistēmām, ievērojami palielinot darba slodzi un izmaksas.
Tā kā ekoloģisko šķēršļu problēma ir nopietns ierobežojums viedo māju ilgtermiņa attīstībai, nozare ir sākusi strādāt pie šīs problēmas risinājuma atrašanas.
Matter protokola dzimšana
2019. gada decembrī Google un Apple pievienojās Zigbee aliansei, pievienojoties Amazon un vairāk nekā 200 uzņēmumiem un tūkstošiem ekspertu visā pasaulē, lai popularizētu jaunu lietojumprogrammu slāņa protokolu, kas pazīstams kā Project CHIP (Connected Home over IP) protokols.
Kā jau var redzēt no nosaukuma, CHIP pamatā ir mājas savienošana, pamatojoties uz IP protokoliem. Šis protokols tika ieviests ar mērķi palielināt ierīču saderību, vienkāršot produktu izstrādi, uzlabot lietotāja pieredzi un virzīt nozari uz priekšu.
Pēc CHIP darba grupas izveides sākotnējais plāns bija izlaist standartu 2020. gadā un laist produktu klajā 2021. gadā. Tomēr dažādu iemeslu dēļ šis plāns netika īstenots.
2021. gada maijā Zigbee Alliance mainīja nosaukumu uz CSA (Connectivity Standards Alliance). Vienlaikus CHIP projekts tika pārdēvēts par Matter (ķīniešu valodā nozīmē "situācija, notikums, jautājums").
Alianse tika pārdēvēta, jo daudzi biedri nevēlējās pievienoties Zigbee, un CHIP tika mainīts uz Matter, iespējams, tāpēc, ka vārds CHIP bija pārāk labi pazīstams (sākotnēji tas nozīmēja "mikroshēma") un ļoti viegli avarēja.
2022. gada oktobrī CSA beidzot izlaida Matter standarta protokola 1.0 versiju. Neilgi pirms tam, 2023. gada 18. maijā, tika izlaista arī Matter 1.1 versija.
CSA konsorcija dalībnieki ir iedalīti trīs līmeņos: iniciators, dalībnieks un pieņēmējs. Iniciatori ir visaugstākajā līmenī, jo viņi ir pirmie, kas piedalās protokola izstrādē, ir alianses direktoru padomes locekļi un zināmā mērā piedalās alianses vadībā un lēmumu pieņemšanā.
Google un Apple kā iniciatoru pārstāvji sniedza ievērojamu ieguldījumu Matter agrīnajās specifikācijās.
Google nodrošināja savu viedās mājas esošo tīkla slāni un lietojumprogrammu protokolu Weave (standarta autentifikācijas mehānismu un komandu kopumu ierīces darbībai), savukārt Apple nodrošināja HAP Security (pilnīgai saziņai un lokālā lokālā tīkla manipulācijai, nodrošinot spēcīgu privātumu un drošību).
Saskaņā ar jaunākajiem datiem oficiālajā tīmekļa vietnē CSA konsorciju uzsāka kopumā 29 uzņēmumi ar 282 dalībniekiem un 238 ieviesējiem.
Gigantu vadībā nozares dalībnieki aktīvi eksportē savu intelektuālo īpašumu uzņēmumam Matter un ir apņēmušies veidot grandiozu, vienotu, nemanāmi savienotu ekosistēmu.
Matter protokola arhitektūra
Pēc visām šīm sarunām, kā īsti mēs saprotam Matter protokolu? Kāda ir tā saistība ar Wi-Fi, Bluetooth, Thread un Zigbee?
Ne tik ātri, apskatīsim diagrammu:
Šī ir protokola arhitektūras diagramma: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) un Ethernet ir pamatā esošie protokoli (fiziskie un datu saites slāņi); augšup ir tīkla slānis, ieskaitot IP protokolus; augšup ir transporta slānis, ieskaitot TCP un UDP protokolus; un Matter protokols, kā jau minējām, ir lietojumprogrammu slāņa protokols.
Papildus pamatā esošajiem protokoliem Bluetooth un Zigbee ir arī īpaši tīkla, transporta un lietojumprogrammu slāņi.
Tāpēc Matter ir savstarpēji izslēdzošs protokols kopā ar Zigbee un Bluetooth. Pašlaik vienīgie Matter atbalstītie pamatā esošie protokoli ir Wi-Fi, Thread un Ethernet (Ethernet).
Papildus protokola arhitektūrai mums jāzina, ka Matter protokols ir izstrādāts ar atvērtu filozofiju.
Tas ir atvērtā pirmkoda protokols, ko ikviens var apskatīt, izmantot un modificēt, lai tas atbilstu dažādiem lietojumprogrammu scenārijiem un vajadzībām, kas nodrošinās pārredzamības un uzticamības tehniskās priekšrocības.
Arī Matter protokola drošība ir būtisks pārdošanas arguments. Tas izmanto jaunākās šifrēšanas tehnoloģijas un atbalsta pilnīgu šifrēšanu, lai nodrošinātu, ka lietotāju saziņa netiek nozagta vai manipulēta.
Matter tīklošanās modelis
Tālāk aplūkosim faktisko Matērijas tīklojumu. Atkal to ilustrē diagramma:
Kā redzams diagrammā, Matter ir uz TCP/IP balstīts protokols, tāpēc Matter ir viss, kurā TCP/IP ir sagrupēts.
Wi-Fi un Ethernet ierīces, kas atbalsta Matter protokolu, var tieši savienot ar bezvadu maršrutētāju. Thread ierīces, kas atbalsta Matter protokolu, var arī savienot ar IP tīkliem, piemēram, Wi-Fi, izmantojot Border maršrutētājus.
Ierīces, kas neatbalsta Matter protokolu, piemēram, Zigbee vai Bluetooth ierīces, var savienot ar tilta tipa ierīci (Matter Bridge/Gateway), lai konvertētu protokolu un pēc tam izveidotu savienojumu ar bezvadu maršrutētāju.
Rūpnieciskie sasniegumi matērijā
“Matter” pārstāv viedās mājas tehnoloģiju tendenci. Kopš tās pirmsākumiem tā ir saņēmusi plašu uzmanību un entuziastisku atbalstu.
Nozare ir ļoti optimistiska par Matter attīstības perspektīvām. Saskaņā ar tirgus izpētes firmas ABI Research nesen publicēto ziņojumu, no 2022. līdz 2030. gadam visā pasaulē tiks pārdoti vairāk nekā 20 miljardi bezvadu režīmā savienotu viedās mājas ierīču, un liela daļa šo ierīču veidu atbildīs Matter specifikācijai.
Matter pašlaik izmanto sertifikācijas mehānismu. Ražotāji izstrādā aparatūru, kurai jāiziet CSA konsorcija sertifikācijas process, lai saņemtu Matter sertifikātu un atļautu izmantot Matter logotipu.
Saskaņā ar CSA datiem, Matter specifikācija attieksies uz plašu ierīču veidu klāstu, piemēram, vadības paneļiem, durvju slēdzenēm, apgaismes ķermeņiem, rozetēm, slēdžiem, sensoriem, termostatiem, ventilatoriem, klimata kontrolieriem, žalūzijām un multivides ierīcēm, aptverot gandrīz visus viedās mājas scenārijus.
Nozares ziņā tajā jau ir vairāki ražotāji, kuru produkti ir ieguvuši Matter sertifikāciju un pakāpeniski ienāk tirgū. Arī mikroshēmu un moduļu ražotāju pusē Matter ir samērā liels atbalsts.
Secinājums
Matter kā augšējā slāņa protokola lielākā loma ir nojaukt barjeras starp dažādām ierīcēm un ekosistēmām. Dažādiem cilvēkiem ir atšķirīgi viedokļi par Matter, daži to uzskata par glābēju, bet citi - par tīru ceļu.
Pašlaik Matter protokols joprojām ir agrīnā tirgus stadijā un vairāk vai mazāk saskaras ar dažām problēmām un izaicinājumiem, piemēram, augstākām izmaksām un ilgāku ierīču krājumu atjaunošanas ciklu.
Jebkurā gadījumā tas rada šoku garlaicīgajos viedās mājas tehnoloģiju sistēmu gados. Ja vecā sistēma ierobežo tehnoloģiju attīstību un lietotāja pieredzi, tad mums ir nepieciešamas tādas tehnoloģijas kā Matter, lai uzņemtos lielo uzdevumu.
Vai Matter gūs panākumus vai nē, mēs nevaram droši apgalvot. Tomēr visas viedās mājas nozares vīzija un katra nozares uzņēmuma un speciālista pienākums ir ieviest digitālās tehnoloģijas mājas dzīvē un nepārtraukti uzlabot lietotāju digitālās dzīves pieredzi.
Cerams, ka viedā māja drīz vien lauzīs visas tehniskās važas un patiesi ienāks katrā mājā.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 29. jūnijs