موضوعی که امروز قرار است در مورد آن صحبت کنیم مربوط به خانه های هوشمند است.
وقتی صحبت از خانه های هوشمند می شود، هیچ کس نباید با آنها ناآشنا باشد. در آغاز این قرن، زمانی که مفهوم اینترنت اشیا برای اولین بار متولد شد، مهم ترین حوزه کاربردی، خانه هوشمند بود.
در طول سال ها، با توسعه مداوم فناوری دیجیتال، سخت افزارهای هوشمند بیشتری برای خانه اختراع شده است. این سخت افزارها راحتی زیادی را برای زندگی خانوادگی به ارمغان آورده اند و بر لذت زندگی افزوده اند.
با گذشت زمان، برنامه های زیادی در گوشی خود خواهید داشت.
بله، این مشکل مانع زیست محیطی است که مدت هاست صنعت خانه های هوشمند را درگیر کرده است.
در واقع، توسعه فناوری اینترنت اشیا همیشه با تکه تکه شدن مشخص شده است. سناریوهای کاربردی مختلف با ویژگی های مختلف فناوری های اینترنت اشیا مطابقت دارند. برخی به پهنای باند زیادی نیاز دارند، برخی نیاز به مصرف انرژی کم دارند، برخی روی پایداری تمرکز می کنند و برخی به شدت نگران هزینه هستند.
این امر باعث ایجاد ترکیبی از 2/3/4/5G، NB-IoT، eMTC، LoRa، SigFox، Wi-Fi، بلوتوث، Zigbee، Thread و سایر فناوری‌های ارتباطی اساسی شده است.
خانه هوشمند به نوبه خود یک سناریوی LAN معمولی با فناوری های ارتباطی کوتاه برد مانند Wi-Fi، بلوتوث، Zigbee، Thread و غیره در طیف گسترده ای از دسته بندی ها و استفاده متقابل است.
علاوه بر این، از آنجایی که خانه‌های هوشمند برای کاربران غیرمتخصص طراحی شده‌اند، تولیدکنندگان تمایل دارند پلتفرم‌ها و رابط‌های رابط کاربری خود را بسازند و پروتکل‌های لایه کاربردی اختصاصی را برای اطمینان از تجربه کاربر اتخاذ کنند. این منجر به "جنگ اکوسیستمی" فعلی شده است.
موانع بین اکوسیستم ها نه تنها باعث ایجاد مشکلات بی پایان برای کاربران، بلکه برای فروشندگان و توسعه دهندگان نیز شده است - راه اندازی یک محصول یکسان نیاز به توسعه برای اکوسیستم های مختلف دارد و حجم کار و هزینه ها را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
از آنجا که مشکل موانع زیست محیطی یک محدودیت جدی برای توسعه بلندمدت خانه های هوشمند است، صنعت شروع به کار برای یافتن راه حلی برای این مشکل کرده است.
تولد پروتکل ماده
در دسامبر 2019، گوگل و اپل به اتحاد Zigbee پیوستند و به آمازون و بیش از 200 شرکت و هزاران متخصص در سرتاسر جهان پیوستند تا پروتکل لایه کاربردی جدیدی را تبلیغ کنند که به عنوان پروتکل Project CHIP (خانه متصل از طریق IP) شناخته می شود.
همانطور که از نام می بینید، CHIP 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 کاربری و پیشبرد صنعت راه اندازی شد.
پس از تولد گروه کاری CHIP، برنامه اولیه انتشار استاندارد در سال 2020 و عرضه محصول در سال 2021 بود. اما به دلایل مختلف این طرح محقق نشد.
در می 2021، اتحاد Zigbee نام خود را به CSA (اتحاد استانداردهای اتصال) تغییر داد. در همان زمان، پروژه CHIP به Matter تغییر نام داد (به معنی موقعیت، رویداد، ماده در زبان چینی).
Alliance تغییر نام داد زیرا بسیاری از اعضا تمایلی به پیوستن به Zigbee نداشتند، و CHIP به Matter تغییر یافت، احتمالاً به این دلیل که کلمه CHIP بسیار شناخته شده بود (در ابتدا به معنای "تراشه" بود) و به راحتی خراب می شد.
در اکتبر 2022، CSA سرانجام نسخه 1.0 پروتکل استاندارد Matter را منتشر کرد. اندکی قبل از آن، در 18 می 2023، نسخه 1.1 Matter نیز منتشر شد.
اعضای کنسرسیوم CSA به سه سطح تقسیم می شوند: آغازگر، شرکت کننده و پذیرنده. مبتکران در بالاترین سطح هستند و اولین کسانی هستند که در تدوین پروتکل شرکت می کنند، اعضای هیئت مدیره اتحاد هستند و تا حدودی در رهبری و تصمیم گیری های اتحاد مشارکت دارند.
گوگل و اپل، به عنوان نمایندگان آغازگر، سهم قابل توجهی در مشخصات اولیه Matter داشتند.
Google لایه شبکه موجود و پروتکل برنامه کاربردی Weave (مجموعه ای از مکانیسم ها و دستورات احراز هویت استاندارد برای عملکرد دستگاه) را در خانه هوشمند خود ارائه کرد، در حالی که اپل امنیت HAP (برای ارتباطات سرتاسر و دستکاری LAN محلی، تضمین حریم خصوصی و امنیت قوی) را به اشتراک گذاشت. ).
بر اساس آخرین اطلاعات در وب سایت رسمی، کنسرسیوم CSA توسط مجموعا 29 شرکت با 282 شرکت کننده و 238 پذیرنده راه اندازی شد.
به رهبری غول‌ها، بازیگران صنعت به طور فعال مالکیت معنوی خود را برای Matter صادر می‌کنند و متعهد به ایجاد یک اکوسیستم یکپارچه و یکپارچه هستند.
معماری پروتکل ماده
بعد از این همه صحبت، دقیقاً چگونه پروتکل Matter را درک می کنیم؟ ارتباط آن با Wi-Fi، بلوتوث، Thread و Zigbee چیست؟
نه چندان سریع، بیایید به یک نمودار نگاه کنیم:
این یک نمودار از معماری پروتکل است: Wi-Fi، Thread، Bluetooth (BLE) و Ethernet پروتکل های زیربنایی هستند (لایه های پیوند فیزیکی و داده). به سمت بالا لایه شبکه، از جمله پروتکل های IP است. به سمت بالا لایه انتقال است که شامل پروتکل های TCP و UDP می شود. و پروتکل Matter همانطور که قبلا ذکر کردیم یک پروتکل لایه کاربردی است.
بلوتوث و Zigbee علاوه بر پروتکل های زیرین، دارای لایه های شبکه، حمل و نقل و برنامه های کاربردی نیز هستند.
بنابراین، Matter یک پروتکل انحصاری متقابل با Zigbee و بلوتوث است. در حال حاضر، تنها پروتکل های اساسی که Matter از آنها پشتیبانی می کند Wi-Fi، Thread و Ethernet (Ethernet) هستند.
علاوه بر معماری پروتکل، باید بدانیم که پروتکل Matter با یک فلسفه باز طراحی شده است.
این یک پروتکل منبع باز است که می تواند توسط هر کسی مشاهده، استفاده و اصلاح شود تا با سناریوها و نیازهای برنامه های مختلف مطابقت داشته باشد، که به مزایای فنی شفافیت و قابلیت اطمینان امکان می دهد.
امنیت پروتکل Matter نیز یک نقطه فروش عمده است. از آخرین فناوری رمزگذاری استفاده می کند و از رمزگذاری سرتاسر پشتیبانی می کند تا اطمینان حاصل شود که ارتباطات کاربران به سرقت نمی رود یا دستکاری نمی شود.
مدل شبکه سازی ماده
در مرحله بعد، به شبکه سازی واقعی ماده نگاه می کنیم. باز هم، این با یک نمودار نشان داده شده است:
همانطور که نمودار نشان می دهد، Matter یک پروتکل مبتنی بر TCP/IP است، بنابراین Matter هر چیزی است که TCP/IP در آن گروه بندی می شود.
دستگاه های Wi-Fi و Ethernet که از پروتکل Matter پشتیبانی می کنند می توانند مستقیماً به یک روتر بی سیم متصل شوند. دستگاه‌های رشته‌ای که از پروتکل Matter پشتیبانی می‌کنند نیز می‌توانند از طریق مسیریاب‌های مرزی به شبکه‌های مبتنی بر IP مانند Wi-Fi متصل شوند.
دستگاه هایی که از پروتکل Matter پشتیبانی نمی کنند، مانند دستگاه های Zigbee یا بلوتوث، می توانند برای تبدیل پروتکل به یک دستگاه از نوع پل (Matter Bridge/Gateway) متصل شوند و سپس به یک روتر بی سیم متصل شوند.
پیشرفت های صنعتی در ماده
ماده نشان دهنده روندی در فناوری خانه هوشمند است. به این ترتیب، از زمان آغاز به کار مورد توجه گسترده و حمایت مشتاقانه قرار گرفته است.
صنعت نسبت به چشم انداز توسعه Matter بسیار خوش بین است. طبق گزارش اخیر شرکت تحقیقات بازار ABI Research، بیش از 20 میلیارد دستگاه خانه هوشمند متصل به بی سیم از سال 2022 تا 2030 در سراسر جهان فروخته خواهد شد و بخش زیادی از این نوع دستگاه ها دارای مشخصات Matter هستند.
Matter در حال حاضر از مکانیزم صدور گواهینامه استفاده می کند. سازندگان سخت‌افزاری را توسعه می‌دهند که برای دریافت گواهینامه Matter و مجاز به استفاده از نشان‌واره Matter، باید فرآیند صدور گواهینامه کنسرسیوم CSA را طی کند.
طبق CSA، مشخصات Matter برای طیف گسترده‌ای از انواع دستگاه‌ها مانند پانل‌های کنترل، قفل درها، چراغ‌ها، سوکت‌ها، سوئیچ‌ها، سنسورها، ترموستات‌ها، فن‌ها، کنترل‌کننده‌های آب و هوا، پرده‌ها و دستگاه‌های رسانه اعمال می‌شود و تقریباً تمام سناریوها را پوشش می‌دهد. خانه هوشمند
از نظر صنعت، این صنعت در حال حاضر تعدادی تولید کننده دارد که محصولات آنها گواهینامه Matter را گذرانده اند و به تدریج وارد بازار می شوند. از سوی تولیدکنندگان تراشه و ماژول، پشتیبانی نسبتاً قوی از Matter نیز وجود دارد.
نتیجه گیری
بزرگترین نقش ماده به عنوان یک پروتکل لایه بالایی، شکستن موانع بین دستگاه ها و اکوسیستم های مختلف است. افراد مختلف دیدگاه های متفاوتی در مورد ماده دارند، به طوری که برخی آن را به عنوان یک نجات دهنده و برخی دیگر آن را به عنوان یک لوح پاک می دانند.
در حال حاضر پروتکل Matter هنوز در مراحل اولیه ورود به بازار است و کم و بیش با مشکلات و چالش هایی مانند هزینه های بالاتر و چرخه تمدید طولانی تر برای موجودی دستگاه ها مواجه است.
در هر صورت، شوکی به سال‌های کسل‌کننده سیستم‌های فناوری خانه هوشمند وارد می‌کند. اگر سیستم قدیمی توسعه فناوری را محدود می کند و تجربه کاربر را محدود می کند، پس ما به فناوری هایی مانند Matter نیاز داریم تا قدم بگذاریم و وظیفه بزرگ را بر عهده بگیریم.
ما نمی توانیم با اطمینان بگوییم که آیا Matter موفق خواهد شد یا خیر. با این حال، چشم انداز کل صنعت خانه های هوشمند و مسئولیت هر شرکت و متخصص در این صنعت است که فناوری دیجیتال را در زندگی خانگی تقویت کند و تجربه زندگی دیجیتال کاربران را به طور مداوم بهبود بخشد.
امیدواریم که خانه هوشمند به زودی تمام قیدهای فنی را بشکند و واقعاً وارد هر خانه شود.
زمان ارسال: ژوئن-29-2023