L'argomento di cui parleremo oggi ha a che fare con le case intelligenti.
Quando si parla di smart home, nessuno dovrebbe ignorarle. All'inizio di questo secolo, quando nacque il concetto di Internet of Things, l'ambito applicativo più importante era proprio la smart home.
Nel corso degli anni, con il continuo sviluppo della tecnologia digitale, sono stati inventati sempre più dispositivi hardware intelligenti per la casa. Questi dispositivi hanno portato grande comodità alla vita familiare e aumentato il piacere di vivere.
Con il passare del tempo avrai un sacco di app sul tuo telefono.
Sì, questo è il problema della barriera ecologica che da tempo affligge il settore della casa intelligente.
In effetti, lo sviluppo della tecnologia IoT è sempre stato caratterizzato dalla frammentazione. Diversi scenari applicativi corrispondono a caratteristiche diverse delle tecnologie IoT. Alcuni richiedono un'ampia larghezza di banda, altri un basso consumo energetico, altri ancora puntano sulla stabilità e altri ancora sono molto attenti ai costi.
Ciò ha dato origine a un mix di 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread e altre tecnologie di comunicazione di base.
La casa intelligente, a sua volta, è un tipico scenario LAN, con tecnologie di comunicazione a corto raggio come Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, ecc., in un'ampia gamma di categorie e usi incrociati.
Inoltre, poiché le case intelligenti sono orientate a utenti non specializzati, i produttori tendono a sviluppare piattaforme e interfacce utente proprie e ad adottare protocolli proprietari a livello applicativo per garantire l'esperienza utente. Questo ha portato all'attuale "guerra dell'ecosistema".
Le barriere tra gli ecosistemi hanno causato infiniti problemi non solo agli utenti, ma anche a fornitori e sviluppatori: il lancio dello stesso prodotto richiede lo sviluppo per ecosistemi diversi, aumentando notevolmente il carico di lavoro e i costi.
Poiché il problema delle barriere ecologiche rappresenta un serio ostacolo allo sviluppo a lungo termine delle case intelligenti, il settore ha iniziato a lavorare per trovare una soluzione a questo problema.
La nascita del protocollo Matter
Nel dicembre 2019, Google e Apple hanno aderito alla Zigbee Alliance, unendosi ad Amazon e ad oltre 200 aziende e migliaia di esperti in tutto il mondo per promuovere un nuovo protocollo a livello applicativo, noto come protocollo Project CHIP (Connected Home over IP).
Come si può intuire dal nome, CHIP si occupa di connettere la casa tramite protocolli IP. Questo protocollo è stato lanciato con l'obiettivo di aumentare la compatibilità dei dispositivi, semplificare lo sviluppo dei prodotti, migliorare l'esperienza utente e guidare il settore verso il progresso.
Dopo la nascita del gruppo di lavoro CHIP, il piano originale era di rilasciare lo standard nel 2020 e lanciare il prodotto nel 2021. Tuttavia, per varie ragioni, questo piano non si è concretizzato.
Nel maggio 2021, la Zigbee Alliance ha cambiato nome in CSA (Connectivity Standards Alliance). Contemporaneamente, il progetto CHIP è stato rinominato Matter (che in cinese significa "situazione, evento, questione").
L'Alleanza venne rinominata perché molti membri erano restii ad aderire a Zigbee e CHIP venne cambiato in Matter, probabilmente perché la parola CHIP era troppo nota (in origine significava "chip") e molto facile da mandare in crash.
Nell'ottobre 2022, la CSA ha finalmente rilasciato la versione 1.0 del protocollo standard Matter. Poco prima, il 18 maggio 2023, è stata rilasciata anche la versione 1.1 di Matter.
I membri del consorzio CSA sono suddivisi in tre livelli: Iniziatore, Partecipante e Adottante. Gli Iniziatori sono al livello più alto, essendo i primi a partecipare alla stesura del protocollo, sono membri del Consiglio di Amministrazione dell'Alleanza e partecipano in una certa misura alla leadership e alle decisioni dell'Alleanza.
Google e Apple, in qualità di rappresentanti degli iniziatori, hanno contribuito in modo significativo alle prime specifiche di Matter.
Google ha contribuito con il livello di rete e il protocollo applicativo Weave della propria Smart Home (un set di meccanismi di autenticazione standard e comandi per il funzionamento del dispositivo), mentre Apple ha contribuito con HAP Security (per la comunicazione end-to-end e la manipolazione della LAN locale, garantendo elevati livelli di privacy e sicurezza).
Secondo gli ultimi dati pubblicati sul sito web ufficiale, il consorzio CSA è stato avviato da un totale di 29 aziende, con 282 partecipanti e 238 adottanti.
Guidati dai giganti, gli operatori del settore stanno esportando attivamente la loro proprietà intellettuale per Matter e si impegnano a costruire un grande ecosistema unificato e perfettamente connesso.
Architettura del protocollo di Matter
Dopo tutto questo discorso, come possiamo interpretare esattamente il protocollo Matter? Qual è la sua relazione con Wi-Fi, Bluetooth, Thread e Zigbee?
Non così velocemente, diamo un'occhiata al diagramma:
Questo è uno schema dell'architettura del protocollo: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) ed Ethernet sono i protocolli sottostanti (livelli fisico e di collegamento dati); più in alto c'è il livello di rete, che include i protocolli IP; più in alto c'è il livello di trasporto, che include i protocolli TCP e UDP; e il protocollo Matter, come abbiamo già detto, è un protocollo di livello applicativo.
Oltre ai protocolli sottostanti, Bluetooth e Zigbee dispongono anche di livelli dedicati di rete, trasporto e applicazione.
Pertanto, Matter è un protocollo mutuamente esclusivo con Zigbee e Bluetooth. Attualmente, gli unici protocolli di base supportati da Matter sono Wi-Fi, Thread ed Ethernet (Ethernet).
Oltre all'architettura del protocollo, dobbiamo sapere che il protocollo Matter è progettato con una filosofia aperta.
Si tratta di un protocollo open source che può essere visualizzato, utilizzato e modificato da chiunque per adattarlo a diversi scenari e necessità applicative, il che consentirà di ottenere vantaggi tecnici in termini di trasparenza e affidabilità.
Anche la sicurezza del protocollo Matter è un importante punto di forza. Utilizza le più recenti tecnologie di crittografia e supporta la crittografia end-to-end per garantire che le comunicazioni degli utenti non vengano rubate o manomesse.
Il modello di rete di Matter
Ora, diamo un'occhiata all'effettiva rete di Materia. Anche in questo caso, il diagramma illustra questo aspetto:
Come mostra il diagramma, Matter è un protocollo basato su TCP/IP, quindi Matter è tutto ciò in cui è raggruppato TCP/IP.
I dispositivi Wi-Fi ed Ethernet che supportano il protocollo Matter possono essere connessi direttamente a un router wireless. I dispositivi Thread che supportano il protocollo Matter possono anche essere interconnessi a reti basate su IP come il Wi-Fi tramite router di confine.
I dispositivi che non supportano il protocollo Matter, come i dispositivi Zigbee o Bluetooth, possono essere collegati a un dispositivo di tipo bridge (Matter Bridge/Gateway) per convertire il protocollo e quindi connettersi a un router wireless.
Progressi industriali nella materia
Matter rappresenta una tendenza nella tecnologia per la casa intelligente. Come tale, ha ricevuto ampia attenzione e un sostegno entusiasta fin dal suo inizio.
Il settore è molto ottimista sulle prospettive di sviluppo di Matter. Secondo un recente rapporto della società di ricerche di mercato ABI Research, tra il 2022 e il 2030 saranno venduti in tutto il mondo oltre 20 miliardi di dispositivi per la smart home connessi in modalità wireless, e gran parte di questi dispositivi soddisferà le specifiche di Matter.
Matter attualmente utilizza un meccanismo di certificazione. I produttori sviluppano hardware che devono superare il processo di certificazione del consorzio CSA per ricevere il certificato Matter e poter utilizzare il logo Matter.
Secondo la CSA, la specifica Matter si applicherà a un'ampia gamma di tipologie di dispositivi, quali pannelli di controllo, serrature delle porte, luci, prese, interruttori, sensori, termostati, ventilatori, regolatori del clima, tende e dispositivi multimediali, coprendo quasi tutti gli scenari della casa intelligente.
A livello di settore, diversi produttori hanno già ottenuto la certificazione Matter e stanno gradualmente entrando nel mercato. Anche da parte dei produttori di chip e moduli, Matter gode di un sostegno relativamente forte.
Conclusione
Il ruolo più importante di Matter come protocollo di livello superiore è quello di abbattere le barriere tra diversi dispositivi ed ecosistemi. Persone diverse hanno prospettive diverse su Matter: alcuni la vedono come una salvezza, altri come una tabula rasa.
Al momento, il protocollo Matter è ancora nelle prime fasi di commercializzazione e presenta alcuni problemi e sfide, come costi più elevati e un ciclo di rinnovo più lungo per lo stock di dispositivi.
In ogni caso, rappresenta uno shock per gli anni noiosi dei sistemi tecnologici per la casa intelligente. Se il vecchio sistema limita lo sviluppo della tecnologia e l'esperienza utente, allora abbiamo bisogno di tecnologie come Matter per fare un passo avanti e affrontare questo grande compito.
Non possiamo dirlo con certezza se Matter avrà successo o meno. Tuttavia, è nella visione dell'intero settore della smart home e responsabilità di ogni azienda e professionista del settore integrare la tecnologia digitale nella vita domestica e migliorare costantemente l'esperienza di vita digitale degli utenti.
Speriamo che la casa intelligente rompa presto tutti i vincoli tecnologici e arrivi davvero in ogni casa.
Data di pubblicazione: 29 giugno 2023