O tópico sobre o qual vamos falar hoje tem a ver com casas inteligentes.
Quando se trata de casas inteligentes, ninguém deve não estar familiarizado com elas. De volta ao início deste século, quando o conceito de Internet das Coisas nasceu, a área de aplicação mais importante, era o lar inteligente.
Ao longo dos anos, com o desenvolvimento contínuo da tecnologia digital, mais e mais hardware inteligente para a casa foi inventado. Esses hardware trouxeram grande conveniência à vida familiar e aumentaram o prazer de viver.
Com o tempo, você terá muitos aplicativos no seu telefone.
Sim, este é o problema da barreira ecológica que há muito afeta a indústria doméstica inteligente.
De fato, o desenvolvimento da tecnologia da IoT sempre foi caracterizado por fragmentação. Diferentes cenários de aplicação correspondem a diferentes características das tecnologias da IoT. Alguns precisam de largura de banda grande, outros precisam de baixo consumo de energia, outros se concentram na estabilidade e outros estão muito preocupados com o custo.
Isso deu origem a uma mistura 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 da 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 especialistas, os fabricantes tendem a construir suas próprias plataformas e interfaces da interface do usuário e adotam protocolos de camadas de aplicativos proprietários para garantir a experiência do usuário. Isso levou à atual "guerra do ecossistema".
As barreiras entre os ecossistemas não apenas causaram problemas infinitos para os usuários, mas também para fornecedores e desenvolvedores - o lançamento do mesmo produto requer desenvolvimento para diferentes ecossistemas, aumentando significativamente a carga de trabalho e os custos.
Como o problema das barreiras ecológicas é uma restrição séria ao desenvolvimento a longo prazo de casas inteligentes, a indústria começou a trabalhar para encontrar uma solução para esse problema.
O nascimento do protocolo de matéria
Em dezembro de 2019, o Google e a Apple ingressaram na 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 aplicativos, conhecido como Project Chip (Conected Home Over IP).
Como você pode ver no nome, o chip é sobre conectar a casa com base nos protocolos IP. Esse protocolo foi lançado com o objetivo de aumentar a compatibilidade do dispositivo, simplificar o desenvolvimento do produto, melhorar a experiência do usuário e impulsionar o setor.
Depois que o grupo de trabalho Chip nasceu, o plano original foi lançar o padrão em 2020 e lançar o produto em 2021. No entanto, por várias razões, esse plano não se concretizou.
Em maio de 2021, a Zigbee Alliance mudou seu nome para CSA (Aliança dos Padrões de Conectividade). Ao mesmo tempo, o projeto ChIP foi renomeado para matéria (ou seja, "situação, evento, matéria" em chinês).
A aliança foi renomeada porque muitos membros relutavam em ingressar no ZigBee, e Chip foi alterado para matéria, provavelmente porque a palavra chip era muito conhecida (originalmente significava "chip") e muito fácil de travar.
Em outubro de 2022, a CSA finalmente lançou a versão 1.0 do protocolo padrão de matéria. Pouco antes disso, em 18 de maio de 2023, a versão 1.1 da matéria também foi lançada.
Os membros do consórcio da CSA são divididos em três níveis: iniciador, participante e adotante. Os iniciadores estão no mais alto nível, sendo os primeiros a participar da redação do protocolo, são membros do Conselho de Administração da Aliança e participam em certa medida na liderança e decisões da Aliança.
O Google e a Apple, como representantes dos iniciadores, contribuíram significativamente para as especificações iniciais da matéria.
O Google contribuiu com a camada de rede existente e o teto de protocolo de aplicativos da Home Smart Home (um conjunto de mecanismos e comandos de autenticação padrão para operação do dispositivo), enquanto a Apple contribuiu com a segurança do HAP (para comunicação de ponta a ponta e manipulação local da LAN, garantindo forte privacidade e segurança).
De acordo com os dados mais recentes do site oficial, o consórcio da CSA foi iniciado por um total de 29 empresas, com 282 participantes e 238 adotantes.
Liderados pelos gigantes, os participantes do setor estão exportando ativamente sua propriedade intelectual para a matéria e estão comprometidos em construir um grande ecossistema unificado unificado.
Arquitetura de protocolo da matéria
Depois de toda essa conversa, como exatamente entendemos o protocolo de matéria? Qual é o seu relacionamento 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 de link físico e de dados); UPLIGNS é a camada de rede, incluindo protocolos IP; para cima é a camada de transporte, incluindo protocolos TCP e UDP; E o protocolo de matéria, como já mencionamos, é um protocolo de camada de aplicação.
Bluetooth e ZigBee também possuem camadas dedicadas de rede, transporte e aplicativos, além dos protocolos subjacentes.
Portanto, a matéria é um protocolo mutuamente exclusivo com o ZigBee e o Bluetooth. Atualmente, os únicos protocolos subjacentes que a matéria suportam são Wi-Fi, Thread e Ethernet (Ethernet).
Além da arquitetura do protocolo, precisamos saber que o protocolo de matéria foi projetado com uma filosofia aberta.
É um protocolo de código aberto que pode ser visualizado, usado e modificado por qualquer pessoa para atender a diferentes cenários e necessidades de aplicativos, o que permitirá os benefícios técnicos da transparência e confiabilidade.
A segurança do protocolo de matéria também é um grande ponto de venda. Ele usa a mais recente tecnologia de criptografia e suporta a criptografia de ponta a ponta para garantir que as comunicações dos usuários não sejam roubadas ou adulteradas.
Modelo de rede da matéria
Em seguida, olhamos para a rede real da matéria. Novamente, isso é ilustrado por um diagrama:
Como mostra o diagrama, a matéria é um protocolo baseado em TCP/IP, então a matéria é o que o TCP/IP estiver agrupado.
Os dispositivos Wi-Fi e Ethernet que suportam o protocolo de matéria podem ser conectados diretamente a um roteador sem fio. Os dispositivos de encadeamento que suportam o protocolo de matéria também podem ser interconectados para redes baseadas em IP, como Wi-Fi, via roteadores de borda.
Dispositivos que não suportam o protocolo de matéria, como dispositivos ZigBee ou Bluetooth, podem ser conectados a um dispositivo do tipo ponte (Bridge/Gateway) para converter o protocolo e depois se conectar a um roteador sem fio.
Avanços industriais na matéria
A matéria representa uma tendência na tecnologia doméstica inteligente. Como tal, recebeu atenção generalizada e apoio entusiasmado desde o seu início.
A indústria está muito otimista sobre as perspectivas de desenvolvimento da matéria. De acordo com um relatório recente da empresa de pesquisa de mercado da ABI Research, mais de 20 bilhões de dispositivos domésticos inteligentes conectados sem fio serão vendidos em todo o mundo de 2022 a 2030, e uma grande proporção desses tipos de dispositivos atenderá à especificação do assunto.
Atualmente, a matéria usa um mecanismo de certificação. Os fabricantes desenvolvem hardware que precisa passar pelo processo de certificação do consórcio CSA para receber o certificado de matéria e poder usar o logotipo da matéria.
De acordo com a CSA, a especificação de matéria se aplicará a uma ampla gama de tipos de dispositivos, como painéis de controle, fechaduras, luzes, soquetes, interruptores, sensores, termostatos, ventiladores, controladores de clima, persianas e dispositivos de mídia, cobrindo quase todos os cenários da casa inteligente.
Em termos da indústria, a indústria já possui vários fabricantes cujos produtos foram aprovados pela certificação da matéria e estão gradualmente entrando no mercado. Por parte dos fabricantes de chip e módulos, também há um suporte relativamente forte para a matéria.
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 vendo -a como uma lousa limpa.
No momento, o protocolo de matéria ainda está nos estágios iniciais de chegar ao mercado e mais ou menos enfrenta alguns problemas e desafios, como custos mais altos e um ciclo de renovação mais longo para o estoque de dispositivos.
De qualquer forma, traz um choque para os anos sem graça de sistemas de tecnologia doméstica inteligentes. Se o sistema antigo estiver limitando o desenvolvimento da tecnologia e limitando a experiência do usuário, precisamos de tecnologias como a matéria para intensificar e assumir a grande tarefa.
Se o assunto será um sucesso ou não, não podemos dizer com certeza. No entanto, é a visão de toda a indústria doméstica inteligente e a responsabilidade de todas as empresas e profissionais do setor de capacitar a tecnologia digital na vida doméstica e melhorar continuamente a experiência de vida digital dos usuários.
Espero que a casa inteligente em breve quebre todos os grilhões técnicos e realmente entre em todas as casas.
Hora de postagem: Jun-29-2023