O tema sobre o qual falaremos hoje tem a ver com casas inteligentes.
Quando se trata de casas inteligentes, ninguém deveria estar familiarizado com elas. No início deste século, quando nasceu o conceito de Internet das Coisas, a área de aplicação mais importante era a casa inteligente.
Ao longo dos anos, com o desenvolvimento contínuo da tecnologia digital, cada vez mais hardware inteligente para o lar foi inventado. Essas ferragens trouxeram grande comodidade à vida familiar e agregaram ao prazer de viver.
Com o tempo, você terá muitos aplicativos no seu telefone.
Sim, este é o problema da barreira ecológica que há muito atormenta a indústria de casas inteligentes.
Na verdade, o desenvolvimento da tecnologia IoT sempre foi caracterizado pela fragmentação. Diferentes cenários de aplicação correspondem a diferentes características das tecnologias IoT. Alguns precisam de grande largura de banda, alguns precisam de baixo consumo de energia, alguns focam na estabilidade e alguns estão muito preocupados com o custo.
Isto deu origem a uma combinação de 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread e outras tecnologias de comunicação subjacentes.
A casa inteligente, por sua vez, é um cenário típico de LAN, com tecnologias de comunicação de curto alcance como Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, etc., em uma ampla gama de categorias e uso cruzado.
Além disso, como as casas inteligentes são voltadas para usuários não especializados, os fabricantes tendem a construir suas próprias plataformas e interfaces de UI e a adotar protocolos proprietários de camada de aplicação para garantir a experiência do usuário. Isto levou à atual “guerra dos ecossistemas”.
As barreiras entre os ecossistemas não só causaram problemas intermináveis aos utilizadores, mas também aos fornecedores e programadores - o lançamento do mesmo produto requer desenvolvimento para diferentes ecossistemas, aumentando significativamente a carga de trabalho e os custos.
Dado que o problema das barreiras ecológicas constitui um sério constrangimento ao desenvolvimento a longo prazo de casas inteligentes, a indústria começou a trabalhar para encontrar uma solução para este problema.
O nascimento do protocolo Matter
Em dezembro de 2019, Google e Apple aderiram à Zigbee Alliance, juntando-se à Amazon e a mais de 200 empresas e milhares de especialistas em todo o mundo para promover um novo protocolo de camada de aplicação, conhecido como protocolo Project CHIP (Connected Home over IP).
Como você pode ver pelo nome, CHIP tem tudo a ver com conectar a casa com base em protocolos IP. Este protocolo foi lançado com o objetivo de aumentar a compatibilidade dos dispositivos, simplificar o desenvolvimento de produtos, melhorar a experiência do usuário e impulsionar a indústria.
Após o nascimento do grupo de trabalho CHIP, o plano original era lançar a norma em 2020 e lançar o produto em 2021. No entanto, por vários motivos, este plano não se concretizou.
Em maio de 2021, a Zigbee Alliance mudou seu nome para CSA (Connectivity Standards Alliance). Ao mesmo tempo, o projeto CHIP foi renomeado para Matter (que significa "situação, evento, matéria" em chinês).
A Aliança foi renomeada porque muitos membros estavam relutantes em ingressar no Zigbee, e CHIP foi alterado para Matter, provavelmente porque a palavra CHIP era muito conhecida (originalmente significava "chip") e muito fácil de travar.
Em outubro de 2022, o CSA finalmente lançou a versão 1.0 do protocolo padrão Matter. Pouco antes disso, em 18 de maio de 2023, a versão 1.1 do Matter também foi lançada.
Os membros do Consórcio CSA são divididos em três níveis: Iniciador, Participante e Adotante. Os iniciadores estão ao mais alto nível, sendo os primeiros a participar na elaboração do protocolo, são membros do Conselho de Administração da Aliança e participam, até certo ponto, na liderança e nas decisões da Aliança.
Google e Apple, como representantes dos iniciadores, contribuíram significativamente para as primeiras especificações do Matter.
O Google contribuiu com a camada de rede existente e o protocolo de aplicativo Weave de sua própria casa inteligente (um conjunto de mecanismos de autenticação padrão e comandos para operação do dispositivo), enquanto a Apple contribuiu com o HAP Security (para comunicação ponta a ponta e manipulação de LAN local, garantindo forte privacidade e segurança ).
De acordo com os últimos dados do site oficial, o consórcio CSA foi iniciado por um total de 29 empresas, com 282 participantes e 238 adotantes.
Liderados pelos gigantes, os intervenientes da indústria estão a exportar ativamente a sua propriedade intelectual para a Matter e estão empenhados em construir um grande ecossistema unificado e perfeitamente conectado.
Arquitetura do protocolo do assunto
Depois de toda essa conversa, como exatamente entendemos o protocolo Matter? Qual a sua relação com Wi-Fi, Bluetooth, Thread e Zigbee?
Não tão rápido, vejamos um diagrama:
Este é um diagrama da arquitetura do protocolo: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) e Ethernet são os protocolos subjacentes (camadas físicas e de enlace de dados); para cima está a camada de rede, incluindo protocolos IP; para cima está a camada de transporte, incluindo os protocolos TCP e UDP; e o protocolo Matter, como já mencionamos, é um protocolo da camada de aplicação.
Bluetooth e Zigbee também possuem camadas dedicadas de rede, transporte e aplicação, além dos protocolos subjacentes.
Portanto, Matter é um protocolo mutuamente exclusivo com Zigbee e Bluetooth. Atualmente, os únicos protocolos subjacentes suportados pelo Matter são Wi-Fi, Thread e Ethernet (Ethernet).
Além da arquitetura do protocolo, precisamos saber que o protocolo Matter foi desenhado com uma filosofia aberta.
É um protocolo de código aberto que pode ser visualizado, utilizado e modificado por qualquer pessoa para se adequar a diferentes cenários e necessidades de aplicação, o que permitirá benefícios técnicos de transparência e confiabilidade.
A segurança do protocolo Matter também é um importante argumento de venda. Ele usa a mais recente tecnologia de criptografia e oferece suporte à criptografia ponta a ponta para garantir que as comunicações dos usuários não sejam roubadas ou adulteradas.
Modelo de rede da Matter
A seguir, examinamos a rede real da Matéria. Novamente, isso é ilustrado por um diagrama:
Como mostra o diagrama, Matter é um protocolo baseado em TCP/IP, então Matter é qualquer coisa em que o TCP/IP esteja agrupado.
Dispositivos Wi-Fi e Ethernet que suportam o protocolo Matter podem ser conectados diretamente a um roteador sem fio. Dispositivos Thread que suportam o protocolo Matter também podem ser interconectados a redes baseadas em IP, como Wi-Fi, por meio de Border Routers.
Dispositivos que não suportam o protocolo Matter, como dispositivos Zigbee ou Bluetooth, podem ser conectados a um dispositivo do tipo ponte (Matter Bridge/Gateway) para converter o protocolo e depois conectar-se a um roteador sem fio.
Avanços industriais na matéria
A matéria representa uma tendência na tecnologia de casa inteligente. Como tal, recebeu ampla atenção e apoio entusiástico desde a sua criação.
A indústria está muito otimista quanto às perspectivas de desenvolvimento da Matter. De acordo com um relatório recente da empresa de pesquisa de mercado ABI Research, mais de 20 bilhões de dispositivos domésticos inteligentes conectados sem fio serão vendidos em todo o mundo entre 2022 e 2030, e uma grande proporção desses tipos de dispositivos atenderá às especificações Matter.
A Matter atualmente usa um mecanismo de certificação. Os fabricantes desenvolvem hardware que precisa passar pelo processo de certificação do consórcio CSA para receber o certificado Matter e poder usar o logotipo Matter.
De acordo com o CSA, a especificação Matter se aplicará a uma ampla gama de tipos de dispositivos, como painéis de controle, fechaduras, luzes, tomadas, interruptores, sensores, termostatos, ventiladores, controladores de clima, persianas e dispositivos de mídia, cobrindo quase todos os cenários em a casa inteligente.
Em termos industriais, a indústria já conta com vários fabricantes cujos produtos passaram pela certificação Matter e estão gradualmente entrando no mercado. Por parte dos fabricantes de chips e módulos, também há um apoio relativamente forte ao Matter.
Conclusão
O maior papel da matéria como protocolo de camada superior é quebrar as barreiras entre diferentes dispositivos e ecossistemas. Pessoas diferentes têm perspectivas diferentes sobre a Matéria, com algumas vendo-a como um salvador e outras como uma lousa em branco.
No momento, o protocolo Matter ainda está nos estágios iniciais de chegada ao mercado e enfrenta mais ou menos alguns problemas e desafios, como custos mais elevados e um ciclo de renovação mais longo do estoque de dispositivos.
De qualquer forma, isso traz um choque aos anos monótonos dos sistemas de tecnologia doméstica inteligente. Se o sistema antigo está limitando o desenvolvimento da tecnologia e a experiência do usuário, então precisamos de tecnologias como a Matter para avançar e assumir a grande tarefa.
Se o Matter será um sucesso ou não, não podemos dizer com certeza. No entanto, é visão de toda a indústria de casas inteligentes e responsabilidade de todas as empresas e profissionais do setor capacitar a tecnologia digital na vida doméstica e melhorar continuamente a experiência de vida digital dos usuários.
Espero que a casa inteligente rompa em breve todas as amarras técnicas e realmente entre em todas as casas.
Horário da postagem: 29 de junho de 2023