Het onderwerp waar we het vandaag over gaan hebben heeft te maken met slimme huizen.
Als het om slimme huizen gaat, mag niemand er onbekend mee zijn. Aan het begin van deze eeuw, toen het concept van het Internet of Things voor het eerst werd geboren, was het belangrijkste toepassingsgebied het slimme huis.
Door de jaren heen, met de voortdurende ontwikkeling van digitale technologie, is er steeds meer slimme hardware voor thuis uitgevonden. Deze hardware heeft een groot gemak in het gezinsleven gebracht en het woonplezier vergroot.
Na verloop van tijd zul je veel apps op je telefoon hebben.
Ja, dit is het ecologische barrièreprobleem dat de smart home-industrie al lang plaagt.
In feite is de ontwikkeling van IoT-technologie altijd gekenmerkt geweest door fragmentatie. Verschillende toepassingsscenario’s komen overeen met verschillende kenmerken van IoT-technologieën. Sommige hebben een grote bandbreedte nodig, andere hebben een laag stroomverbruik nodig, sommige zijn gericht op stabiliteit en sommige zijn erg bezorgd over de kosten.
Dit heeft geleid tot een mix van 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread en andere onderliggende communicatietechnologieën.
Het slimme huis is op zijn beurt een typisch LAN-scenario, met communicatietechnologieën op korte afstand zoals Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, enz., in een breed scala aan categorieën en kruisgebruik.
Omdat slimme huizen zich richten op niet-gespecialiseerde gebruikers, hebben fabrikanten bovendien de neiging hun eigen platforms en UI-interfaces te bouwen en bedrijfseigen applicatielaagprotocollen te gebruiken om de gebruikerservaring te garanderen. Dit heeft geleid tot de huidige ‘ecosysteemoorlog’.
De barrières tussen ecosystemen hebben niet alleen eindeloze problemen veroorzaakt voor gebruikers, maar ook voor leveranciers en ontwikkelaars. Het lanceren van hetzelfde product vereist ontwikkeling voor verschillende ecosystemen, waardoor de werklast en de kosten aanzienlijk toenemen.
Omdat het probleem van ecologische barrières een ernstige belemmering vormt voor de langetermijnontwikkeling van slimme huizen, is de industrie begonnen te werken aan het vinden van een oplossing voor dit probleem.
De geboorte van het Matter-protocol
In december 2019 sloten Google en Apple zich aan bij de Zigbee Alliance en voegden zich bij Amazon en meer dan 200 bedrijven en duizenden experts over de hele wereld om een nieuw applicatielaagprotocol te promoten, bekend als het Project CHIP-protocol (Connected Home over IP).
Zoals je aan de naam kunt zien, draait het bij CHIP om het verbinden van het huis op basis van IP-protocollen. Dit protocol werd gelanceerd met als doel de apparaatcompatibiliteit te vergroten, de productontwikkeling te vereenvoudigen, de gebruikerservaring te verbeteren en de industrie vooruit te helpen.
Nadat de CHIP-werkgroep was geboren, was het oorspronkelijke plan om de standaard in 2020 uit te brengen en het product in 2021 te lanceren. Om verschillende redenen is dit plan echter niet gerealiseerd.
In mei 2021 veranderde de Zigbee Alliance haar naam in CSA (Connectivity Standards Alliance). Tegelijkertijd werd het CHIP-project hernoemd naar Matter (wat 'situatie, gebeurtenis, materie' betekent in het Chinees).
De Alliantie kreeg een nieuwe naam omdat veel leden terughoudend waren om zich bij Zigbee aan te sluiten, en CHIP werd veranderd in Matter, waarschijnlijk omdat het woord CHIP te bekend was (het betekende oorspronkelijk "chip") en heel gemakkelijk te crashen.
In oktober 2022 bracht de CSA eindelijk versie 1.0 van het Matter-standaardprotocol uit. Kort daarvoor, op 18 mei 2023, verscheen ook Matter versie 1.1.
De leden van het CSA Consortium zijn onderverdeeld in drie niveaus: Initiator, Deelnemer en Adopter. Initiatiefnemers bevinden zich op het hoogste niveau, zijn de eersten die deelnemen aan het opstellen van het protocol, zijn lid van de Raad van Bestuur van het Bondgenootschap en nemen tot op zekere hoogte deel aan het leiderschap en de besluiten van het Bondgenootschap.
Google en Apple hebben als vertegenwoordigers van de initiatiefnemers een belangrijke bijdrage geleverd aan de vroege specificaties van Matter.
Google heeft de bestaande netwerklaag en het applicatieprotocol Weave van zijn eigen Smart Home bijgedragen (een reeks standaard authenticatiemechanismen en opdrachten voor de werking van apparaten), terwijl Apple HAP Security heeft bijgedragen (voor end-to-end communicatie en lokale LAN-manipulatie, waardoor sterke privacy en veiligheid wordt gewaarborgd ).
Volgens de laatste gegevens op de officiële website is het CSA-consortium geïnitieerd door in totaal 29 bedrijven, met 282 deelnemers en 238 adoptanten.
Onder leiding van de reuzen exporteren spelers uit de industrie actief hun intellectuele eigendom voor materie en zetten ze zich in voor het bouwen van een groots verenigd, naadloos verbonden ecosysteem.
De protocolarchitectuur van Matter
Hoe begrijpen we na al dit gepraat het Matter-protocol precies? Wat is de relatie met Wi-Fi, Bluetooth, Thread en Zigbee?
Niet zo snel, laten we eens naar een diagram kijken:
Dit is een diagram van de protocolarchitectuur: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) en Ethernet zijn de onderliggende protocollen (fysieke en datalinklagen); naar boven is de netwerklaag, inclusief IP-protocollen; naar boven is de transportlaag, inclusief TCP- en UDP-protocollen; en het Matter-protocol is, zoals we al hebben vermeld, een applicatielaagprotocol.
Bluetooth en Zigbee hebben naast de onderliggende protocollen ook speciale netwerk-, transport- en applicatielagen.
Daarom is Matter een wederzijds uitsluitend protocol met Zigbee en Bluetooth. Momenteel zijn de enige onderliggende protocollen die Matter ondersteunt Wi-Fi, Thread en Ethernet (Ethernet).
Naast de protocolarchitectuur moeten we weten dat het Matter-protocol is ontworpen met een open filosofie.
Het is een open source-protocol dat door iedereen kan worden bekeken, gebruikt en aangepast om aan verschillende toepassingsscenario's en behoeften te voldoen, wat de technische voordelen van transparantie en betrouwbaarheid mogelijk maakt.
De veiligheid van het Matter-protocol is ook een belangrijk verkoopargument. Het maakt gebruik van de nieuwste encryptietechnologie en ondersteunt end-to-end-encryptie om ervoor te zorgen dat de communicatie van gebruikers niet wordt gestolen of dat er mee wordt geknoeid.
Het netwerkmodel van Matter
Vervolgens kijken we naar het daadwerkelijke netwerken van materie. Nogmaals, dit wordt geïllustreerd door een diagram:
Zoals het diagram laat zien, is Matter een op TCP/IP gebaseerd protocol, dus Matter is datgene waarin TCP/IP is gegroepeerd.
Wi-Fi- en Ethernet-apparaten die het Matter-protocol ondersteunen, kunnen rechtstreeks op een draadloze router worden aangesloten. Thread-apparaten die het Matter-protocol ondersteunen, kunnen via Border Routers ook worden verbonden met IP-gebaseerde netwerken zoals Wi-Fi.
Apparaten die het Matter-protocol niet ondersteunen, zoals Zigbee- of Bluetooth-apparaten, kunnen worden aangesloten op een bridge-type apparaat (Matter Bridge/Gateway) om het protocol te converteren en vervolgens verbinding te maken met een draadloze router.
Industriële vooruitgang in de materie
Matter vertegenwoordigt een trend in slimme huistechnologie. Als zodanig heeft het sinds de oprichting brede aandacht en enthousiaste steun gekregen.
De industrie is zeer optimistisch over de ontwikkelingsvooruitzichten van Matter. Volgens een recent rapport van marktonderzoeksbureau ABI Research zullen er tussen 2022 en 2030 wereldwijd ruim 20 miljard draadloos verbonden smarthome-apparaten worden verkocht, en een groot deel van deze apparaattypen zal voldoen aan de Matter-specificatie.
Matter maakt momenteel gebruik van een certificeringsmechanisme. Fabrikanten ontwikkelen hardware die het certificeringsproces van het CSA-consortium moet doorstaan om het Matter-certificaat te ontvangen en het Matter-logo te mogen gebruiken.
Volgens de CSA zal de Matter-specificatie van toepassing zijn op een breed scala aan apparaattypen, zoals bedieningspanelen, deursloten, verlichting, stopcontacten, schakelaars, sensoren, thermostaten, ventilatoren, klimaatregelaars, zonwering en media-apparaten, en bestrijkt daarmee vrijwel alle scenario's in de wereld. het slimme huis.
Wat de sector betreft, kent de industrie al een aantal fabrikanten waarvan de producten de Matter-certificering hebben doorstaan en geleidelijk op de markt komen. Ook aan de kant van chip- en modulefabrikanten is er relatief veel steun voor Matter.
Conclusie
De grootste rol van Matter als protocol op de bovenste laag is het slechten van de barrières tussen verschillende apparaten en ecosystemen. Verschillende mensen hebben verschillende perspectieven op materie, waarbij sommigen het als een verlosser zien en anderen het als een schone lei zien.
Op dit moment bevindt het Matter-protocol zich nog in de beginfase van zijn marktintroductie en wordt het min of meer geconfronteerd met enkele problemen en uitdagingen, zoals hogere kosten en een langere vernieuwingscyclus voor de voorraad apparaten.
Het brengt in ieder geval een schok teweeg in de saaie jaren van slimme thuistechnologiesystemen. Als het oude systeem de ontwikkeling van technologie en de gebruikerservaring beperkt, dan hebben we technologieën als Matter nodig om een stap verder te gaan en de grote taak op zich te nemen.
Of Matter een succes zal worden of niet, kunnen we niet met zekerheid zeggen. Het is echter de visie van de hele smart home-industrie en de verantwoordelijkheid van elk bedrijf en elke praktijkbeoefenaar in de sector om digitale technologie in het leven thuis te brengen en de digitale woonervaring van gebruikers voortdurend te verbeteren.
Ik hoop dat het slimme huis snel alle technische ketenen doorbreekt en echt in elk huis komt.
Posttijd: 29 juni 2023