Teema, millest me täna räägime, on seotud nutikate kodudega.
Nutikate kodude puhul ei tohiks need kellelegi võõrad olla. Selle sajandi alguses, kui asjade interneti kontseptsioon esmakordselt sündis, oli kõige olulisem rakendusvaldkond nutikodu.
Aastate jooksul on digitehnoloogia pideva arenguga leiutatud üha rohkem nutikaid koduriistvara. See riistvara on toonud pereellu suurt mugavust ja lisanud elurõõmu.
Aja jooksul on teie telefonis palju rakendusi.
Jah, see on ökoloogilise barjääri probleem, mis on nutika kodu tööstust pikka aega vaevanud.
Tegelikult on asjade interneti tehnoloogia arengut alati iseloomustanud killustatus. Erinevad rakendusstsenaariumid vastavad asjade interneti tehnoloogiate erinevatele omadustele. Mõned vajavad suurt ribalaiust, mõned väikest energiatarbimist, mõned keskenduvad stabiilsusele ja mõned on väga mures kulude pärast.
See on andnud aluse 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFoxi, Wi-Fi, Bluetoothi, Zigbee, Threadi ja muude aluseks olevate kommunikatsioonitehnoloogiate segu tekkele.
Nutikodu on omakorda tüüpiline kohtvõrgu stsenaarium, kus lühimaa sidetehnoloogiad, nagu Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread jne, on saadaval paljudes kategooriates ja ristkasutuses.
Lisaks, kuna nutikad kodud on suunatud mittespetsialistidele, kipuvad tootjad looma oma platvorme ja kasutajaliideseid ning võtma kasutusele patenteeritud rakenduskihi protokolle, et tagada kasutajakogemus. See on viinud praeguse "ökosüsteemi sõjani".
Ökosüsteemide vahelised barjäärid on põhjustanud lõputult probleeme mitte ainult kasutajatele, vaid ka müüjatele ja arendajatele – sama toote turuletoomine nõuab arendust erinevate ökosüsteemide jaoks, suurendades oluliselt töökoormust ja kulusid.
Kuna ökoloogiliste tõkete probleem on nutikate kodude pikaajalise arengu tõsine takistus, on tööstusharu hakanud sellele probleemile lahenduse leidmisega tegelema.
Matteri protokolli sünd
2019. aasta detsembris liitusid Google ja Apple Zigbee Alliance'iga, ühinedes Amazoni ja enam kui 200 ettevõtte ning tuhandete ekspertidega kogu maailmas, et edendada uut rakenduskihi protokolli, mida tuntakse Project CHIP (Connected Home over IP) protokollina.
Nagu nimest näha, on CHIP kodude ühendamine IP-protokollide abil. See protokoll käivitati eesmärgiga suurendada seadmete ühilduvust, lihtsustada tootearendust, parandada kasutajakogemust ja edendada tööstusharu.
Pärast CHIP-töörühma sündi oli algne plaan standard avaldada 2020. aastal ja toode turule tuua 2021. aastal. Erinevatel põhjustel see plaan aga ei teostunud.
2021. aasta mais muutis Zigbee Alliance oma nime CSA-ks (Connectivity Standards Alliance). Samal ajal nimetati CHIP-projekt ümber Matteriks (hiina keeles "olukord, sündmus, asi").
Allianss nimetati ümber, kuna paljud liikmed ei tahtnud Zigbeega liituda, ja CHIP muudeti Matteriks, ilmselt seetõttu, et sõna CHIP oli liiga tuntud (algselt tähendas see "kiipi") ja seda oli väga lihtne kokku joosta.
2022. aasta oktoobris avaldas CSA lõpuks Matteri standardprotokolli versiooni 1.0. Vahetult enne seda, 18. mail 2023, avaldati ka Matteri versioon 1.1.
CSA konsortsiumi liikmed jagunevad kolmeks tasemeks: algataja, osaleja ja vastuvõtja. Algatajad on kõrgeimal tasemel, olles esimesed, kes osalevad protokolli koostamises, on alliansi juhatuse liikmed ning osalevad teatud määral alliansi juhtimises ja otsuste langetamises.
Google ja Apple kui algatajate esindajad panustasid Matteri varajaste spetsifikatsioonide väljatöötamisse märkimisväärselt.
Google panustas oma nutika kodu olemasoleva võrgukihi ja rakendusprotokolli Weave (standardsete autentimismehhanismide ja käskude kogum seadme toimimiseks), Apple aga HAP Security (otsast lõpuni suhtluseks ja kohaliku kohtvõrgu manipuleerimiseks, tagades tugeva privaatsuse ja turvalisuse).
Ametliku veebisaidi viimaste andmete kohaselt algatas CSA konsortsiumi kokku 29 ettevõtet, osalejaid oli 282 ja kasutuselevõtjaid 238.
Hiiglaste juhtimisel ekspordivad tööstusharu tegijad aktiivselt oma intellektuaalomandit Matteri jaoks ja on pühendunud suurejoonelise, ühtse ja sujuvalt ühendatud ökosüsteemi loomisele.
Matteri protokolliarhitektuur
Kuidas me pärast kogu seda juttu täpselt Matteri protokollist aru saame? Milline on selle seos Wi-Fi, Bluetoothi, Threadi ja Zigbeega?
Mitte nii kiiresti, vaatame diagrammi:
See on protokolli arhitektuuri diagramm: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) ja Ethernet on alusprotokollid (füüsiline ja andmesidekiht); ülespoole on võrgukiht, mis hõlmab IP-protokolle; ülespoole on transpordikiht, mis hõlmab TCP ja UDP protokolle; ja Matter protokoll, nagu me juba mainisime, on rakenduskihi protokoll.
Lisaks alusprotokollidele on Bluetoothil ja Zigbeel ka spetsiaalsed võrgu-, transpordi- ja rakenduskihid.
Seega on Matter koos Zigbee ja Bluetoothiga teineteist välistav protokoll. Praegu toetab Matter ainult Wi-Fi, Threadi ja Etherneti (Ethernet) protokolli.
Lisaks protokolli arhitektuurile peame teadma, et Matteri protokoll on loodud avatud filosoofiaga.
See on avatud lähtekoodiga protokoll, mida igaüks saab vaadata, kasutada ja muuta vastavalt erinevatele rakendusstsenaariumidele ja vajadustele, mis võimaldab läbipaistvuse ja usaldusväärsuse tehnilisi eeliseid.
Matteri protokolli turvalisus on samuti oluline müügiargument. See kasutab uusimat krüpteerimistehnoloogiat ja toetab otsast lõpuni krüpteerimist, et tagada kasutajate suhtluse varastamise ja võltsimise vältimine.
Matteri võrgustikumudel
Järgmisena vaatleme Matteri tegelikku võrgustikku. Seda illustreerib taas diagramm:
Nagu diagramm näitab, on Matter TCP/IP-põhine protokoll, seega on Matter see, millesse TCP/IP on rühmitatud.
Matteri protokolli toetavaid WiFi- ja Etherneti seadmeid saab otse traadita ruuteriga ühendada. Matteri protokolli toetavaid Thread-seadmeid saab Border Routerite kaudu ühendada ka IP-põhiste võrkudega, näiteks WiFi-ga.
Seadmed, mis ei toeta Matteri protokolli, näiteks Zigbee või Bluetooth-seadmed, saab ühendada sillatüüpi seadmega (Matter Bridge/Gateway), et teisendada protokolli ja seejärel luua ühendus traadita ruuteriga.
Tööstuslikud edusammud aines
Matter esindab nutika kodu tehnoloogia trendi. Sellisena on see algusest peale pälvinud laialdast tähelepanu ja entusiastlikku toetust.
Tööstusharu on Matteri arenguväljavaadete suhtes väga optimistlik. Turu-uuringute firma ABI Research hiljutise aruande kohaselt müüakse aastatel 2022–2030 kogu maailmas üle 20 miljardi juhtmevabalt ühendatud nutika kodu seadme ning suur osa neist seadmetüüpidest vastab Matteri spetsifikatsioonile.
Matter kasutab praegu sertifitseerimismehhanismi. Tootjad arendavad riistvara, mis peab Matteri sertifikaadi saamiseks ja Matteri logo kasutamise loa saamiseks läbima CSA konsortsiumi sertifitseerimisprotsessi.
CSA andmetel kohaldatakse Matteri spetsifikatsiooni laiale hulgale seadmetüüpidele, nagu juhtpaneelid, ukselukud, tuled, pistikupesad, lülitid, andurid, termostaadid, ventilaatorid, kliimakontrollerid, rulood ja meediaseadmed, hõlmates peaaegu kõiki nutika kodu stsenaariume.
Tööstusharu seisukohast on selles valdkonnas juba mitmeid tootjaid, kelle tooted on läbinud Matteri sertifikaadi ja sisenevad järk-järgult turule. Kiibi- ja moodulitootjate poolt on Matteril samuti suhteliselt tugev toetus.
Kokkuvõte
Matteri suurim roll ülemise kihi protokollina on lammutada barjääre erinevate seadmete ja ökosüsteemide vahel. Erinevatel inimestel on Matteri kohta erinevad vaatenurgad, mõned näevad seda päästjana ja teised puhta lehena.
Praegu on Matteri protokoll alles turuletuleku algstaadiumis ning seisab silmitsi enam-vähem mõningate probleemide ja väljakutsetega, näiteks kõrgemate kulude ja seadmete laoseisu pikema uuendamistsükkel.
Igal juhul on see nutika kodu tehnoloogiasüsteemide igavate aastate šokk. Kui vana süsteem piirab tehnoloogia arengut ja kasutajakogemust, siis vajame selliseid tehnoloogiaid nagu Matter, mis astuksid esile ja võtaksid suure ülesande enda kanda.
Kas Matter on edukas või mitte, ei saa me kindlalt öelda. Kuid kogu nutika kodu tööstuse visioon ja iga ettevõtte ja valdkonna praktiku vastutus on digitehnoloogia koduellu toomine ja kasutajate digitaalse elukogemuse pidev parandamine.
Loodetavasti murrab nutikodu peagi kõik tehnilised ahelad ja tuleb tõeliselt igasse koju.
Postituse aeg: 29. juuni 2023