Umræðuefnið sem við ætlum að fjalla um í dag snýst um snjallheimili.
Þegar kemur að snjallheimilum ætti enginn að vera ókunnugur þeim. Í byrjun þessarar aldar, þegar hugmyndin um hlutirnir á netinu kom fyrst fram, var mikilvægasta notkunarsviðið snjallheimilið.
Í gegnum árin, með sífelldri þróun stafrænnar tækni, hefur fleiri og fleiri snjalltæki fyrir heimilið verið fundin upp. Þessi vélbúnaður hefur fært fjölskyldulífið mikla þægindi og aukið ánægju lífsins.
Með tímanum munt þú hafa fullt af öppum í símanum þínum.
Já, þetta er vistfræðilegt hindrunarvandamál sem hefur lengi hrjáð snjallheimilisiðnaðinn.
Reyndar hefur þróun IoT-tækni alltaf einkennst af sundrungu. Mismunandi notkunarsvið passa við mismunandi eiginleika IoT-tækni. Sum þurfa mikla bandvídd, önnur þurfa litla orkunotkun, sum leggja áherslu á stöðugleika og sum eru mjög áhyggjufull varðandi kostnað.
Þetta hefur leitt til blöndu af 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread og öðrum undirliggjandi samskiptatækni.
Snjallheimilið er aftur á móti dæmigert staðarnet, með skammdrægri samskiptatækni eins og Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread o.s.frv., í fjölbreyttum flokkum og með margvíslegri notkun.
Þar að auki, þar sem snjallheimili eru sniðin að notendum sem eru ekki sérhæfðir, hafa framleiðendur tilhneigingu til að smíða sín eigin verkvanga og notendaviðmót og taka upp sérhannaðar samskiptareglur fyrir forritalagið til að tryggja notendaupplifun. Þetta hefur leitt til núverandi „vistkerfisstríðs“.
Hindranirnar milli vistkerfa hafa ekki aðeins valdið notendum endalausum vandræðum, heldur einnig söluaðilum og forriturum - að kynna sömu vöru krefst þróunar fyrir mismunandi vistkerfi, sem eykur verulega vinnuálag og kostnað.
Þar sem vandamálið með vistfræðilegar hindranir er alvarleg takmörkun á langtímaþróun snjallheimila hefur iðnaðurinn hafið vinnu við að finna lausn á þessu vandamáli.
Fæðing Matter-samskiptareglunnar
Í desember 2019 gengu Google og Apple til liðs við Zigbee bandalagið og slógu þar með í för með sér að Amazon og yfir 200 fyrirtæki og þúsundir sérfræðinga um allan heim kynntu nýja samskiptareglu fyrir forritalag, þekkta sem Project CHIP (Connected Home over IP) samskiptaregluna.
Eins og nafnið gefur til kynna snýst CHIP um að tengja heimilið við IP-samskiptareglur. Þessi samskiptaregla var sett á laggirnar með það að markmiði að auka samhæfni tækja, einfalda vöruþróun, bæta notendaupplifun og knýja iðnaðinn áfram.
Eftir að CHIP-vinnuhópurinn var stofnaður var upphaflega áætlunin að gefa staðalinn út árið 2020 og setja vöruna á markað árið 2021. Hins vegar, af ýmsum ástæðum, varð þessi áætlun ekki að veruleika.
Í maí 2021 breytti Zigbee bandalagið nafni sínu í CSA (Connectivity Standards Alliance). Á sama tíma var CHIP verkefnið endurnefnt í Matter (sem þýðir „aðstæður, atburður, mál“ á kínversku).
Bandalagið fékk nafnið sitt vegna þess að margir meðlimir voru tregir til að ganga í Zigbee og CHIP var breytt í Matter, líklega vegna þess að orðið CHIP var of þekkt (það þýddi upphaflega „flísa“) og mjög auðvelt að hrynja.
Í október 2022 gaf CSA loksins út útgáfu 1.0 af Matter staðlaðri samskiptareglunni. Stuttu áður, þann 18. maí 2023, var einnig gefin út útgáfa 1.1 af Matter.
Meðlimir CSA-samstarfsins eru skipt í þrjú stig: frumkvöðull, þátttakandi og innleiðandi. Frumkvöðlar eru á hæsta stigi, þeir sem fyrst taka þátt í gerð samskiptareglnanna, eru meðlimir í stjórn bandalagsins og taka að einhverju leyti þátt í forystu og ákvörðunum bandalagsins.
Google og Apple, sem fulltrúar frumkvöðlanna, lögðu verulegan þátt í fyrstu forskriftum Matter.
Google lagði til núverandi netlag sitt fyrir snjallheimili og forritasamskiptareglurnar Weave (safn staðlaðra auðkenningarkerfa og skipana fyrir notkun tækja), en Apple lagði til HAP Security (fyrir samskipti frá enda til enda og stjórnun á staðbundnu staðarneti, sem tryggir sterka friðhelgi og öryggi).
Samkvæmt nýjustu upplýsingum á opinberu vefsíðunni var CSA-samstarfið stofnað af alls 29 fyrirtækjum, með 282 þátttakendum og 238 aðilum sem tóku það upp.
Undir forystu risanna eru aðilar í greininni að flytja út hugverkaréttindi sín fyrir Matter og eru staðráðnir í að byggja upp stórt, sameinað og óaðfinnanlega tengt vistkerfi.
Samskiptareglur Matter
Eftir allt þetta tal, hvernig skiljum við nákvæmlega Matter samskiptareglurnar? Hver eru tengslin við Wi-Fi, Bluetooth, Thread og Zigbee?
Ekki svo hratt, við skulum skoða skýringarmynd:
Þetta er skýringarmynd af samskiptaregluarkitektúrnum: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) og Ethernet eru undirliggjandi samskiptareglur (efnisleg og gagnatengingarlög); upp á við er netlagið, þar á meðal IP-samskiptareglur; upp á við er flutningslagið, þar á meðal TCP og UDP samskiptareglur; og Matter-samskiptareglurnar, eins og við höfum þegar nefnt, eru samskiptareglur á forritalaginu.
Bluetooth og Zigbee hafa einnig sérstök net-, flutnings- og forritalög, auk undirliggjandi samskiptareglna.
Þess vegna er Matter gagnkvæmt útilokandi samskiptareglur ásamt Zigbee og Bluetooth. Eins og er eru einu undirliggjandi samskiptareglurnar sem Matter styður Wi-Fi, Thread og Ethernet (Ethernet).
Auk samskiptaregluarkitektúrsins þurfum við að vita að Matter samskiptareglurnar eru hannaðar með opinni hugmyndafræði.
Þetta er opinn hugbúnaður sem hver sem er getur skoðað, notað og breytt til að henta mismunandi aðstæðum og þörfum, sem gerir kleift að nýta tæknilegan ávinning af gagnsæi og áreiðanleika.
Öryggi Matter samskiptareglunnar er einnig mikilvægur þáttur í sölu hennar. Hún notar nýjustu dulkóðunartækni og styður dulkóðun frá enda til enda til að tryggja að samskipti notenda séu ekki stolin eða að þeim verði átt.
Netkerfislíkan Matters
Næst skoðum við raunverulegt netkerfi efnisins. Þetta er sýnt aftur með skýringarmynd:
Eins og skýringarmyndin sýnir er Matter TCP/IP-byggð samskiptaregla, þannig að Matter er það sem TCP/IP er flokkað undir.
Hægt er að tengja Wi-Fi og Ethernet tæki sem styðja Matter samskiptareglur beint við þráðlausa leið. Einnig er hægt að tengja Thread tæki sem styðja Matter samskiptareglur við IP-net eins og Wi-Fi í gegnum Border Routers.
Tæki sem styðja ekki Matter-samskiptareglurnar, eins og Zigbee eða Bluetooth-tæki, er hægt að tengja við brúartæki (Matter Bridge/Gateway) til að umbreyta samskiptareglunum og tengjast síðan við þráðlausa leið.
Iðnaðarframfarir í efni
Matter er stefna í snjallheimilistækni. Sem slík hefur hún notið mikillar athygli og ákafra stuðnings frá upphafi.
Iðnaðurinn er mjög bjartsýnn á þróunarhorfur Matter. Samkvæmt nýlegri skýrslu frá markaðsrannsóknarfyrirtækinu ABI Research verða meira en 20 milljarðar þráðlausra snjalltækja fyrir heimili seldir um allan heim frá 2022 til 2030 og stór hluti þessara tækja mun uppfylla forskrift Matter.
Matter notar nú vottunarkerfi. Framleiðendur þróa vélbúnað sem þarf að standast vottunarferli CSA-samtakanna til að fá Matter-vottunina og mega nota Matter-merkið.
Samkvæmt CSA mun Matter forskriftin eiga við um fjölbreytt úrval tækja eins og stjórnborð, hurðarlása, ljós, innstungur, rofa, skynjara, hitastilli, viftur, loftslagsstýringar, gluggatjöld og margmiðlunartæki, sem nær yfir nánast allar aðstæður í snjallheimilinu.
Hvað varðar atvinnugreinina þá eru þegar nokkrir framleiðendur sem hafa fengið Matter-vottun og eru smám saman að koma inn á markaðinn. Framleiðendur örgjörva og eininga hafa einnig sýnt tiltölulega sterkan stuðning við Matter.
Niðurstaða
Meginhlutverk efnis sem efri lags samskiptareglu er að brjóta niður hindranir milli mismunandi tækja og vistkerfa. Mismunandi fólk hefur mismunandi sjónarmið á efni, sumir sjá það sem bjargvæt en aðrir sem hreint blað.
Eins og er er Matter-samskiptareglan enn á frumstigi markaðssetningar og stendur meira og minna frammi fyrir nokkrum vandamálum og áskorunum, svo sem hærri kostnaði og lengri endurnýjunarferli fyrir birgðir tækja.
Í öllum tilvikum kemur þetta á óvart í daufum árum snjallheimiliskerfa. Ef gamla kerfið takmarkar þróun tækni og notendaupplifun, þá þurfum við tækni eins og Matter til að stíga upp og taka að sér stóra verkefnið.
Hvort Matter verði velgengni eða ekki, getum við ekki sagt með vissu. Hins vegar er það framtíðarsýn allrar snjallheimilisiðnaðarins og ábyrgð allra fyrirtækja og starfsmanna í greininni að virkja stafræna tækni inn í heimilislífið og bæta stöðugt stafræna lífsreynslu notenda.
Vonandi mun snjallheimilið brátt brjóta allar tæknilegar fjötrar og koma inn á öll heimili í raun og veru.
Birtingartími: 29. júní 2023