L'argomento di cui parleremo oggi riguarda le case intelligenti.
Quando si parla di case intelligenti, nessuno dovrebbe esserne a conoscenza. Agli inizi di questo secolo, quando è nato il concetto di Internet delle cose, il settore di applicazione più importante era proprio la casa intelligente.
Nel corso degli anni, con il continuo sviluppo della tecnologia digitale, sono stati inventati sempre più dispositivi intelligenti per la casa. Questi dispositivi hanno apportato grande comodità alla vita familiare e contribuito al piacere di vivere.
Col tempo, avrai tantissime app sul tuo telefono.
Sì, questo è il problema della barriera ecologica che affligge da tempo il settore della domotica.
In realtà, lo sviluppo della tecnologia IoT è sempre stato caratterizzato dalla frammentazione. Diversi scenari applicativi corrispondono a diverse caratteristiche delle tecnologie IoT. Alcuni richiedono un'ampia larghezza di banda, altri un basso consumo energetico, altri ancora si concentrano sulla stabilità e altri 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 sottostanti.
La casa intelligente, a sua volta, rappresenta un tipico scenario LAN, con tecnologie di comunicazione a corto raggio come Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, ecc., in una vasta gamma di categorie e utilizzi trasversali.
Inoltre, poiché le case intelligenti sono pensate per utenti non specializzati, i produttori tendono a sviluppare le proprie piattaforme e interfacce utente, adottando protocolli proprietari a livello applicativo per garantire un'esperienza utente ottimale. Ciò ha portato all'attuale "guerra degli ecosistemi".
Le barriere tra gli ecosistemi non solo hanno causato innumerevoli problemi agli utenti, ma anche ai fornitori e agli sviluppatori: il lancio dello stesso prodotto richiede lo sviluppo per ecosistemi diversi, aumentando significativamente 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 sono entrate a far parte della Zigbee Alliance, unendosi ad Amazon e a 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 evince dal nome, CHIP si concentra sulla connessione della 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 dare impulso al settore.
Dopo la nascita del gruppo di lavoro CHIP, il piano originale prevedeva la pubblicazione dello standard nel 2020 e il lancio del prodotto nel 2021. Tuttavia, per diverse 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, materia").
L'Alleanza è stata rinominata perché molti membri erano riluttanti ad aderire a Zigbee, e CHIP è stato cambiato in Matter, probabilmente perché la parola CHIP era troppo conosciuta (originariamente significava "chip") e molto facile da mandare in crash.
Nell'ottobre del 2022, la CSA ha finalmente rilasciato la versione 1.0 del protocollo standard Matter. Poco prima, il 18 maggio 2023, era stata rilasciata anche la versione 1.1 di Matter.
I membri del Consorzio CSA sono suddivisi in tre livelli: Iniziatori, Partecipanti e Adottanti. Gli Iniziatori rappresentano il 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 quanto rappresentanti dei promotori, hanno contribuito in modo significativo alle prime specifiche di Matter.
Google ha contribuito con il proprio livello di rete e protocollo applicativo Weave per la domotica (un insieme di meccanismi di autenticazione standard e comandi per il funzionamento dei dispositivi), mentre Apple ha contribuito con HAP Security (per la comunicazione end-to-end e la gestione della LAN locale, garantendo elevati livelli di privacy e sicurezza).
Secondo gli ultimi dati pubblicati sul sito ufficiale, il consorzio CSA è stato avviato da un totale di 29 aziende, con 282 partecipanti e 238 adottanti.
Guidati dai colossi del settore, gli operatori stanno attivamente esportando la propria proprietà intellettuale per Matter e si impegnano a costruire un grande ecosistema unificato e perfettamente connesso.
Architettura del protocollo di Matter
Dopo tutte queste discussioni, come possiamo comprendere esattamente il protocollo Matter? Qual è la sua relazione con Wi-Fi, Bluetooth, Thread e Zigbee?
Non così in fretta, diamo un'occhiata a un diagramma:
Questo è un diagramma dell'architettura del protocollo: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) ed Ethernet sono i protocolli sottostanti (livelli fisico e di collegamento dati); verso l'alto si trova il livello di rete, che include i protocolli IP; ancora più in alto si trova il livello di trasporto, che include i protocolli TCP e UDP; e il protocollo Matter, come già accennato, è un protocollo del livello applicativo.
Oltre ai protocolli di base, Bluetooth e Zigbee dispongono anche di livelli dedicati per la rete, il trasporto e le applicazioni.
Pertanto, Matter è un protocollo mutuamente esclusivo con Zigbee e Bluetooth. Attualmente, gli unici protocolli sottostanti supportati da Matter sono Wi-Fi, Thread ed Ethernet (Ethernet).
Oltre all'architettura del protocollo, è importante sapere che il protocollo Matter è stato progettato secondo una filosofia aperta.
Si tratta di un protocollo open source che può essere visualizzato, utilizzato e modificato da chiunque per adattarsi a diversi scenari applicativi ed esigenze, consentendo così di ottenere vantaggi tecnici in termini di trasparenza e affidabilità.
Anche la sicurezza del protocollo Matter è un punto di forza fondamentale. Utilizza la più recente tecnologia 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 della materia
Successivamente, esaminiamo la rete effettiva della materia. Anche questo concetto è illustrato da un diagramma:
Come mostra il diagramma, Matter è un protocollo basato su TCP/IP, quindi Matter è qualsiasi cosa in cui TCP/IP venga raggruppato.
I dispositivi Wi-Fi ed Ethernet che supportano il protocollo Matter possono essere collegati 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 Border Router.
I dispositivi che non supportano il protocollo Matter, come i dispositivi Zigbee o Bluetooth, possono essere collegati a un dispositivo bridge (Matter Bridge/Gateway) per convertire il protocollo e quindi connettersi a un router wireless.
Progressi industriali nella materia
Matter rappresenta una tendenza nel campo della tecnologia per la casa intelligente. Come tale, ha riscosso ampia attenzione e un sostegno entusiasta sin dal suo esordio.
Il settore è molto ottimista riguardo alle 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 casa intelligente connessi in modalità wireless, e una grande percentuale di questi dispositivi soddisferà le specifiche di Matter.
Attualmente Matter utilizza un meccanismo di certificazione. I produttori sviluppano hardware che deve superare il processo di certificazione del consorzio CSA per ottenere il certificato Matter ed essere autorizzati a utilizzare il logo Matter.
Secondo la CSA, la specifica Matter si applicherà a una vasta gamma di tipologie di dispositivi, come pannelli di controllo, serrature, luci, prese, interruttori, sensori, termostati, ventilatori, regolatori di temperatura, tapparelle e dispositivi multimediali, coprendo quasi tutti gli scenari della casa intelligente.
A livello industriale, esistono già diversi produttori i cui prodotti hanno ottenuto la certificazione Matter e stanno gradualmente entrando nel mercato. Anche da parte dei produttori di chip e moduli, si registra un supporto relativamente forte per Matter.
Conclusione
Il ruolo principale di Matter come protocollo di livello superiore è quello di abbattere le barriere tra dispositivi ed ecosistemi diversi. Le opinioni su Matter sono diverse: alcuni lo considerano una soluzione salvifica, altri una tabula rasa.
Al momento, il protocollo Matter è ancora nelle prime fasi di immissione sul mercato e si trova ad affrontare alcuni problemi e sfide, come costi più elevati e un ciclo di rinnovo più lungo per lo stock di dispositivi.
In ogni caso, rappresenta una scossa per gli anni di stasi dei sistemi di domotica. Se il vecchio sistema limita lo sviluppo tecnologico e l'esperienza utente, allora abbiamo bisogno di tecnologie come Matter che si facciano avanti e si assumano questa grande responsabilità.
Non possiamo dire con certezza se Matter avrà successo o meno. Tuttavia, è la visione dell'intero settore della domotica e la responsabilità di ogni azienda e professionista del settore quella di integrare la tecnologia digitale nella vita domestica e migliorare continuamente l'esperienza di vita digitale degli utenti.
Spero che la casa intelligente si liberi presto da ogni vincolo tecnologico e entri davvero in ogni abitazione.
Data di pubblicazione: 29 giugno 2023