Topik yang akan kita bincangkan hari ini berkaitan dengan rumah pintar.
Apabila melibatkan rumah pintar, tiada siapa yang sepatutnya tidak mengenalinya. Pada awal abad ini, apabila konsep Internet untuk Segalanya mula muncul, bidang aplikasi yang paling penting ialah rumah pintar.
Selama bertahun-tahun, dengan perkembangan teknologi digital yang berterusan, semakin banyak perkakasan pintar untuk rumah telah dicipta. Perkakasan ini telah membawa kemudahan yang hebat kepada kehidupan keluarga dan menambah keseronokan hidup.
Lama-kelamaan, anda akan mempunyai banyak aplikasi pada telefon anda.
Ya, inilah masalah penghalang ekologi yang telah lama melanda industri rumah pintar.
Malah, perkembangan teknologi IoT sentiasa dicirikan oleh pemecahan. Senario aplikasi yang berbeza sepadan dengan ciri-ciri teknologi IoT yang berbeza. Ada yang memerlukan lebar jalur yang besar, ada yang memerlukan penggunaan kuasa yang rendah, ada yang memberi tumpuan kepada kestabilan, dan ada yang sangat mementingkan kos.
Ini telah menimbulkan campuran 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread dan teknologi komunikasi asas yang lain.
Rumah pintar pula merupakan senario LAN yang tipikal, dengan teknologi komunikasi jarak dekat seperti Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, dan sebagainya, dalam pelbagai kategori dan penggunaan silang.
Tambahan pula, memandangkan rumah pintar lebih ditujukan kepada pengguna bukan pakar, pengeluar cenderung untuk membina platform dan antara muka UI mereka sendiri dan menerima pakai protokol lapisan aplikasi proprietari untuk memastikan pengalaman pengguna. Ini telah membawa kepada "perang ekosistem" semasa.
Halangan antara ekosistem bukan sahaja menyebabkan masalah yang tidak berkesudahan kepada pengguna, tetapi juga kepada vendor dan pembangun - melancarkan produk yang sama memerlukan pembangunan untuk ekosistem yang berbeza, sekali gus meningkatkan beban kerja dan kos dengan ketara.
Oleh kerana masalah halangan ekologi merupakan kekangan yang serius kepada pembangunan jangka panjang rumah pintar, industri ini telah mula berusaha mencari penyelesaian kepada masalah ini.
Kelahiran protokol Matter
Pada Disember 2019, Google dan Apple menyertai Zigbee Alliance, menyertai Amazon dan lebih 200 syarikat serta beribu-ribu pakar di seluruh dunia untuk mempromosikan protokol lapisan aplikasi baharu, yang dikenali sebagai protokol Project CHIP (Connected Home over IP).
Seperti yang anda dapat lihat dari namanya, CHIP adalah tentang menghubungkan rumah berdasarkan protokol IP. Protokol ini dilancarkan dengan tujuan untuk meningkatkan keserasian peranti, memudahkan pembangunan produk, menambah baik pengalaman pengguna dan memacu industri ke hadapan.
Selepas kumpulan kerja CHIP ditubuhkan, rancangan asalnya adalah untuk mengeluarkan piawaian tersebut pada tahun 2020 dan melancarkan produk tersebut pada tahun 2021. Walau bagaimanapun, atas pelbagai sebab, rancangan ini tidak menjadi kenyataan.
Pada Mei 2021, Zigbee Alliance telah menukar namanya kepada CSA (Connectivity Standards Alliance). Pada masa yang sama, projek CHIP telah dinamakan semula kepada Matter (bermaksud "situasi, peristiwa, jirim" dalam bahasa Cina).
Perikatan itu dinamakan semula kerana ramai ahli enggan menyertai Zigbee, dan CHIP telah ditukar kepada Matter, mungkin kerana perkataan CHIP terlalu terkenal (ia pada asalnya bermaksud "cip") dan sangat mudah untuk gagal.
Pada Oktober 2022, CSA akhirnya mengeluarkan versi 1.0 protokol standard Matter. Tidak lama sebelum itu, pada 18 Mei 2023, Matter versi 1.1 juga telah dikeluarkan.
Ahli Konsortium CSA dibahagikan kepada tiga peringkat: Pemula, Peserta dan Penerima. Pemula berada di peringkat tertinggi, merupakan yang pertama mengambil bahagian dalam penggubalan protokol, merupakan ahli Lembaga Pengarah Perikatan dan mengambil bahagian sehingga tahap tertentu dalam kepimpinan dan keputusan Perikatan.
Google dan Apple, sebagai wakil pencetus, telah banyak menyumbang kepada spesifikasi awal Matter.
Google menyumbang lapisan rangkaian dan protokol aplikasi sedia ada Smart Home sendiri, Weave (satu set mekanisme pengesahan standard dan arahan untuk operasi peranti), manakala Apple menyumbang Keselamatan HAP (untuk komunikasi hujung ke hujung dan manipulasi LAN tempatan, memastikan privasi dan keselamatan yang kukuh).
Menurut data terkini di laman web rasmi, konsortium CSA telah dimulakan oleh sejumlah 29 syarikat, dengan 282 peserta dan 238 pengguna.
Diketuai oleh syarikat-syarikat gergasi, pemain industri sedang giat mengeksport harta intelek mereka untuk Matter dan komited untuk membina ekosistem bersatu padu yang terhubung dengan lancar.
Seni bina protokol Matter
Selepas semua perbincangan ini, bagaimana sebenarnya kita memahami protokol Matter? Apakah kaitannya dengan Wi-Fi, Bluetooth, Thread dan Zigbee?
Jangan terlalu cepat, mari kita lihat gambar rajah:
Ini ialah gambar rajah seni bina protokol: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) dan Ethernet ialah protokol asas (lapisan fizikal dan pautan data); ke atas ialah lapisan rangkaian, termasuk protokol IP; ke atas ialah lapisan pengangkutan, termasuk protokol TCP dan UDP; dan protokol Matter, seperti yang telah kami sebutkan, ialah protokol lapisan aplikasi.
Bluetooth dan Zigbee juga mempunyai lapisan rangkaian, pengangkutan dan aplikasi khusus, sebagai tambahan kepada protokol yang mendasari.
Oleh itu, Matter ialah protokol saling eksklusif dengan Zigbee dan Bluetooth. Pada masa ini, satu-satunya protokol asas yang disokong oleh Matter ialah Wi-Fi, Thread dan Ethernet (Ethernet).
Selain seni bina protokol, kita perlu tahu bahawa protokol Matter direka bentuk dengan falsafah terbuka.
Ia merupakan protokol sumber terbuka yang boleh dilihat, digunakan dan diubah suai oleh sesiapa sahaja untuk disesuaikan dengan senario dan keperluan aplikasi yang berbeza, yang akan membolehkan manfaat teknikal ketelusan dan kebolehpercayaan.
Keselamatan protokol Matter juga merupakan daya tarikan utama. Ia menggunakan teknologi penyulitan terkini dan menyokong penyulitan hujung ke hujung bagi memastikan komunikasi pengguna tidak dicuri atau diusik.
Model rangkaian Matter
Seterusnya, kita melihat rangkaian sebenar Jirim. Sekali lagi, ini digambarkan oleh gambar rajah:
Seperti yang ditunjukkan oleh rajah, Matter ialah protokol berasaskan TCP/IP, jadi Matter ialah apa sahaja yang dikumpulkan ke dalamnya TCP/IP.
Peranti Wi-Fi dan Ethernet yang menyokong protokol Matter boleh disambungkan terus ke penghala tanpa wayar. Peranti thread yang menyokong protokol Matter juga boleh disambungkan ke rangkaian berasaskan IP seperti Wi-Fi melalui Penghala Sempadan.
Peranti yang tidak menyokong protokol Matter, seperti peranti Zigbee atau Bluetooth, boleh disambungkan ke peranti jenis jambatan (Matter Bridge/Gateway) untuk menukar protokol dan kemudian menyambung ke penghala tanpa wayar.
Kemajuan perindustrian dalam Jirim
Jirim mewakili trend dalam teknologi rumah pintar. Oleh itu, ia telah mendapat perhatian meluas dan sokongan padu sejak penubuhannya.
Industri ini sangat optimistik tentang prospek pembangunan Matter. Menurut laporan baru-baru ini oleh firma penyelidikan pasaran ABI Research, lebih daripada 20 bilion peranti rumah pintar yang disambungkan secara wayarles akan dijual di seluruh dunia dari tahun 2022 hingga 2030, dan sebahagian besar jenis peranti ini akan memenuhi spesifikasi Matter.
Matter kini menggunakan mekanisme pensijilan. Pengilang membangunkan perkakasan yang perlu lulus proses pensijilan konsortium CSA untuk menerima sijil Matter dan dibenarkan menggunakan logo Matter.
Menurut CSA, spesifikasi Matter akan digunakan untuk pelbagai jenis peranti seperti panel kawalan, kunci pintu, lampu, soket, suis, sensor, termostat, kipas, pengawal suhu, bidai dan peranti media, merangkumi hampir semua senario dalam rumah pintar.
Dari segi industri, industri ini sudah mempunyai beberapa pengeluar yang produknya telah lulus pensijilan Matter dan secara beransur-ansur memasuki pasaran. Bagi pengeluar cip dan modul, terdapat juga sokongan yang agak kuat untuk Matter.
Kesimpulan
Peranan terbesar jirim sebagai protokol lapisan atas adalah untuk memecahkan halangan antara peranti dan ekosistem yang berbeza. Orang yang berbeza mempunyai perspektif yang berbeza tentang Jirim, dengan sesetengahnya melihatnya sebagai penyelamat dan yang lain melihatnya sebagai sesuatu yang baru.
Pada masa ini, protokol Matter masih dalam peringkat awal untuk dipasarkan dan kurang lebih menghadapi beberapa masalah dan cabaran, seperti kos yang lebih tinggi dan kitaran pembaharuan yang lebih lama untuk stok peranti.
Walau apa pun, ia membawa kejutan kepada tahun-tahun sistem teknologi rumah pintar yang membosankan. Jika sistem lama mengehadkan perkembangan teknologi dan pengalaman pengguna, maka kita memerlukan teknologi seperti Matter untuk melangkah ke hadapan dan mengambil tugas besar itu.
Sama ada Matter akan berjaya atau tidak, kita tidak dapat mengatakan dengan pasti. Walau bagaimanapun, visi seluruh industri rumah pintar dan tanggungjawab setiap syarikat dan pengamal dalam industri ini adalah untuk memperkasakan teknologi digital ke dalam kehidupan di rumah dan terus menambah baik pengalaman hidup digital pengguna.
Semoga rumah pintar akan segera memecahkan semua belenggu teknikal dan benar-benar memasuki setiap rumah.
Masa siaran: 29 Jun 2023