موضوعی که امروز در مورد آن صحبت خواهیم کرد مربوط به خانه های هوشمند است.
وقتی صحبت از خانه های هوشمند می شود ، هیچ کس نباید با آنها ناآشنا باشد. در ابتدای این قرن ، هنگامی که مفهوم اینترنت اشیاء برای اولین بار متولد شد ، مهمترین منطقه برنامه ، خانه هوشمند بود.
با گذشت سالها ، با توسعه مداوم فناوری دیجیتال ، سخت افزار بیشتر و بیشتر برای خانه اختراع شده است. این سخت افزار راحتی زیادی را برای زندگی خانوادگی به ارمغان آورده و به لذت زندگی افزوده است.
با گذشت زمان ، برنامه های زیادی را در تلفن خود خواهید داشت.
بله ، این مشکل سد اکولوژیکی است که مدتهاست صنعت خانه هوشمند را گرفتار کرده است.
در حقیقت ، توسعه فناوری IoT همیشه با تکه تکه شدن مشخص شده است. سناریوهای مختلف برنامه با ویژگی های مختلف فن آوری های IoT مطابقت دارند. برخی به پهنای باند بزرگی احتیاج دارند ، برخی به مصرف انرژی کم ، برخی تمرکز بر ثبات و برخی دیگر نگران هزینه هستند.
این امر باعث شده است که ترکیبی از 2/3/4/5G ، NB-IOT ، EMTC ، LORA ، SIGFOX ، WI-FI ، بلوتوث ، زیگبی ، نخ و سایر فن آوری های ارتباطی اساسی ایجاد شود.
خانه هوشمند به نوبه خود ، یک سناریوی معمولی LAN است که دارای فناوری های ارتباطی با برد کوتاه مانند Wi-Fi ، Bluetooth ، Zigbee ، Thread و غیره در طیف گسترده ای از دسته ها و استفاده متقابل است.
علاوه بر این ، از آنجا که خانه های هوشمند به سمت کاربران غیر تخصصی هدایت می شوند ، تولید کنندگان تمایل دارند سیستم عامل های خود و رابط های UI را بسازند و پروتکل های لایه برنامه اختصاصی را برای اطمینان از تجربه کاربر اتخاذ کنند. این منجر به "جنگ اکوسیستم" فعلی شده است.
موانع بین اکوسیستم ها نه تنها باعث ایجاد مشکلات بی پایان برای کاربران شده است ، بلکه برای فروشندگان و توسعه دهندگان نیز ایجاد شده است - راه اندازی این محصول یکسان نیاز به توسعه برای اکوسیستم های مختلف دارد ، به طور قابل توجهی بار کاری و هزینه ها را افزایش می دهد.
از آنجا که مشکل موانع زیست محیطی یک محدودیت جدی برای توسعه طولانی مدت خانه های هوشمند است ، این صنعت شروع به کار در زمینه یافتن راه حل این مشکل کرده است.
تولد پروتکل ماده
در دسامبر سال 2019 ، گوگل و اپل به اتحاد Zigbee پیوستند و به آمازون و بیش از 200 شرکت و هزاران نفر از متخصصان در سراسر جهان پیوستند تا پروتکل لایه برنامه جدید را که به عنوان Project Chip (متصل به خانه از طریق IP) شناخته می شود) به همراه داشته باشند.
همانطور که از نام می بینید ، تراشه همه چیز در مورد اتصال خانه بر اساس پروتکل های IP است. این پروتکل با هدف افزایش سازگاری دستگاه ، ساده سازی توسعه محصول ، بهبود تجربه کاربر و هدایت صنعت به بازار عرضه شد.
پس از به دنیا آمدن کارگروه تراشه ، برنامه اصلی انتشار استاندارد در سال 2020 و راه اندازی محصول در سال 2021 بود. با این حال ، به دلایل مختلف ، این طرح تحقق نیافته است.
در ماه مه 2021 ، اتحاد زیگبی نام خود را به CSA (اتحاد استاندارد اتصال) تغییر داد. در عین حال ، پروژه تراشه به ماده (به معنای "وضعیت ، رویداد ، ماده" به زبان چینی تغییر نام داد).
این اتحاد تغییر نام داده شد زیرا بسیاری از اعضا تمایلی به پیوستن به Zigbee نداشتند ، و تراشه به ماده تغییر یافت ، احتمالاً به این دلیل که کلمه تراشه خیلی شناخته شده بود (در ابتدا به معنای "تراشه" بود) و سقوط بسیار آسان بود.
در اکتبر 2022 ، CSA سرانجام نسخه 1.0 پروتکل استاندارد Matter را منتشر کرد. اندکی قبل از آن ، در 18 مه 2023 ، نسخه نسخه 1.1 نیز منتشر شد.
اعضای کنسرسیوم CSA به سه سطح تقسیم می شوند: آغازگر ، شرکت کننده و پذیرنده. مبتکران در بالاترین سطح قرار دارند و اولین کسی هستند که در تهیه پیش نویس پروتکل شرکت می کنند ، اعضای هیئت مدیره اتحاد هستند و تا حدی در رهبری و تصمیمات اتحاد شرکت می کنند.
گوگل و اپل به عنوان نمایندگان مبتکران ، به طور قابل توجهی در مشخصات اولیه ماده نقش داشتند.
Google در لایه شبکه شبکه موجود و پروتکل کاربردی موجود خود (مجموعه ای از مکانیسم های احراز هویت استاندارد و دستورات برای عملکرد دستگاه) کمک کرده است ، در حالی که اپل امنیت HAP (برای ارتباطات پایان به پایان و دستکاری LAN محلی ، تضمین حریم خصوصی و امنیت قوی).
براساس آخرین داده های موجود در وب سایت رسمی ، کنسرسیوم CSA توسط 29 شرکت با 282 شرکت کننده و 238 پذیرنده آغاز شد.
بازیکنان صنعت به رهبری غولها به طور فعال در حال صادر کردن مالکیت معنوی خود برای ماده هستند و متعهد به ساختن یک اکوسیستم یکپارچه و یکپارچه هستند.
معماری پروتکل ماده
بعد از این همه صحبت ، دقیقاً چگونه پروتکل ماده را درک می کنیم؟ رابطه آن با Wi-Fi ، Bluetooth ، Thread و Zigbee چیست؟
خیلی سریع نیست ، بیایید به یک نمودار نگاه کنیم:
این یک نمودار از معماری پروتکل است: Wi-Fi ، Thread ، Bluetooth (BLE) و اترنت پروتکل های اساسی (لایه های پیوند فیزیکی و داده) هستند. به سمت بالا لایه شبکه ، از جمله پروتکل های IP است. به بالا لایه حمل و نقل ، از جمله پروتکل های TCP و UDP است. و پروتکل ماده ، همانطور که قبلاً نیز اشاره کردیم ، یک پروتکل لایه کاربردی است.
بلوتوث و زیگبی علاوه بر پروتکل های اساسی ، دارای لایه های شبکه ، حمل و نقل و کاربردی اختصاصی نیز هستند.
بنابراین ، ماده یک پروتکل متقابل منحصر به فرد با زیگبی و بلوتوث است. در حال حاضر ، تنها پروتکل های اساسی که از ماده پشتیبانی می کنند Wi-Fi ، Thread و Ethernet (اترنت) هستند.
علاوه بر معماری پروتکل ، باید بدانیم که پروتکل ماده با یک فلسفه باز طراحی شده است.
این یک پروتکل منبع باز است که توسط هر کسی که متناسب با سناریوها و نیازهای مختلف کاربردی باشد ، قابل مشاهده ، استفاده و اصلاح است ، که مزایای فنی شفافیت و قابلیت اطمینان را فراهم می کند.
امنیت پروتکل ماده نیز یک نقطه اصلی فروش است. از جدیدترین فناوری رمزگذاری استفاده می کند و از رمزگذاری پایان به پایان پشتیبانی می کند تا اطمینان حاصل شود که ارتباطات کاربران به سرقت نرفته یا با آن دستکاری نشده است.
مدل شبکه سازی ماده
بعد ، ما به شبکه واقعی ماده نگاه می کنیم. باز هم ، این توسط یک نمودار نشان داده شده است:
همانطور که نمودار نشان می دهد ، ماده یک پروتکل مبتنی بر TCP/IP است ، بنابراین ماده هر آنچه TCP/IP در آن گروه بندی می شود ، است.
دستگاه های Wi-Fi و اترنت که از پروتکل ماده پشتیبانی می کنند می توانند مستقیماً به یک روتر بی سیم وصل شوند. دستگاه های نخ که از پروتکل ماده پشتیبانی می کنند نیز می توانند به شبکه های مبتنی بر IP مانند Wi-Fi از طریق روترهای مرزی متصل شوند.
دستگاه هایی که از پروتکل ماده پشتیبانی نمی کنند ، مانند دستگاه های Zigbee یا Bluetooth ، می توانند برای تبدیل پروتکل به یک دستگاه از نوع Bridge (Bridge/Gateway) وصل شوند و سپس به یک روتر بی سیم وصل شوند.
پیشرفت های صنعتی در ماده
ماده نشان دهنده روند در فناوری خانه هوشمند است. به همین ترتیب ، از زمان آغاز به کار ، توجه و حمایت گسترده ای را به خود جلب کرده است.
این صنعت نسبت به چشم اندازهای توسعه ماده بسیار خوش بین است. براساس گزارش اخیر شرکت تحقیقاتی بازار ABI Research ، بیش از 20 میلیارد دستگاه خانه هوشمند متصل بی سیم از سال 2022 تا 2030 در سراسر جهان فروخته می شوند و بخش بزرگی از این انواع دستگاه ها مشخصات ماده را برآورده می کنند.
ماده در حال حاضر از مکانیسم صدور گواهینامه استفاده می کند. تولید کنندگان سخت افزاری را ایجاد می کنند که برای دریافت گواهینامه ماده باید روند صدور گواهینامه کنسرسیوم CSA را تصویب کنند و اجازه استفاده از آرم ماده را داشته باشند.
طبق گفته CSA ، مشخصات ماده برای طیف گسترده ای از انواع دستگاه ها مانند پانل های کنترل ، قفل درب ، چراغ ، سوکت ، سوئیچ ، سنسورها ، ترموستات ، فن ها ، کنترل کننده های آب و هوا ، پرده و دستگاه های رسانه ای اعمال می شود و تقریباً تمام سناریوها را در خانه هوشمند پوشش می دهد.
از نظر صنعت ، این صنعت در حال حاضر تعدادی از تولید کنندگان دارد که محصولات آنها صدور گواهینامه ماده را پشت سر گذاشته و به تدریج وارد بازار می شوند. از طرف تولید کنندگان تراشه و ماژول ، پشتیبانی نسبتاً قوی برای ماده نیز وجود دارد.
پایان
بزرگترین نقش ماده به عنوان یک پروتکل لایه بالا ، تجزیه موانع بین دستگاه های مختلف و اکوسیستم است. افراد مختلف دیدگاه های متفاوتی در مورد ماده دارند که برخی آن را به عنوان ناجی می بینند و برخی دیگر آن را به عنوان یک تخته سنگ تمیز می بینند.
در حال حاضر ، پروتکل ماده هنوز در مراحل اولیه آمدن به بازار است و کم و بیش با برخی از مشکلات و چالش ها مانند هزینه های بالاتر و چرخه تجدید طولانی تر برای سهام دستگاه ها روبرو است.
در هر صورت ، این شوک را به سالهای کسل کننده سیستم های فناوری هوشمند خانه می بخشد. اگر سیستم قدیمی توسعه فناوری و محدود کردن تجربه کاربر را محدود کند ، ما به فناوری هایی مانند ماده نیاز داریم تا قدم برداریم و کار بزرگی را انجام دهیم.
چه موضوع موفقیت خواهد بود یا نه ، ما مطمئناً نمی توانیم بگوییم. با این حال ، این چشم انداز کل صنعت خانه هوشمند و مسئولیت هر شرکت و پزشک در صنعت برای توانمندسازی فناوری دیجیتال به زندگی خانگی و بهبود مداوم تجربه زندگی دیجیتالی کاربران است.
امیدوارم که خانه هوشمند به زودی همه اسکله های فنی را بشکند و واقعاً به هر خانه ای بیاید.
زمان پست: ژوئن -29-2023