Nutika kodu tehnoloogia on viimase kümnendi jooksul kiiresti arenenud, kuid koostalitlusvõime on endiselt üks tööstuse suurimaid inseneriprobleeme. Majaomanikud eeldavad, et kõik ühendatud seadmed töötavad koos olenemata kaubamärgist, samas kui paigaldajatelt ja süsteemiintegraatoritelt oodatakse usaldusväärseid projekte minimaalse konfiguratsiooniajaga.

Praktikas hõlmavad paljud mootoriga varjestuspaigaldised siiski mitut sideprotokolli, spetsiaalseid lüüsi ja ökosüsteemispetsiifilisi {0}kasutuselevõtuprotseduure. Projekt võib kombineerida Apple Home'i, Google Home'i, Zigbee valgustuse, Wi-Fi kaameraid ja Bluetoothi ​​tarvikuid-, mis kõik töötavad samas hoones, kuid räägivad erinevaid "keeli".

Selle pikaajalise{0}}koostalitlusprobleemi lahendamiseks võeti kasutusele küsimus. Välja töötatudÜhenduvusstandardite liit (CSA)(Allikas: Connectivity Standards Alliance – Matter Arrives toob ellu koostalitlusvõimelisema, lihtsama ja turvalisema asjade interneti,https://csa-iot.org/newsroom/matter-saabub/) ning mida toetavad suuremad tehnoloogiaettevõtted, sealhulgas Apple, Google, Amazon, Samsung ja sajad seadmetootjad, loob Matter ühise rakendus{0}}kihi standardi, mis võimaldab sertifitseeritud seadmetel suhelda erinevates nutikate kodude ökosüsteemides, kasutades samal ajal olemasolevaid võrgutehnoloogiaid, nagu Wi-Fi, Ethernet ja Thread.

Nutikate ruloomootorite tootjate jaoks pole Matter lihtsalt järjekordne traadita protokoll, mida spetsifikatsioonilehele lisada. See kujutab endast nihet standardiseeritud seadmete koostalitlusvõime, lihtsustatud kasutuselevõtu ja suurema-pikaajalise ühilduvuse poole elamute ja äriliste automatiseerimisprojektide vahel.
 

Selles artiklis selgitatakse, kuidas Matter erineb Zigbeest, kus see toob mootoriga varjutussüsteemidele mõõdetavat kasu ning mida peaksid insenerid, paigaldajad ja originaalseadmete tootjate ostjad mõistma enne Matter{0}}toega ruloomootorite valimist.

Mõelge tüüpilisele elamupaigaldusele.
 

Majaomanik kasutab juba Apple Home'i valgustuse, ukselukkude ja kliimaseadme haldamiseks. Nad otsustavad automatiseerida kuus rulood, kasutades mootoreid, mis toetavad Zigbee sidet.
 

Riistvara vaatenurgast on mootorid täiesti töökorras. Tüsistus peitub mujal.
 

Kuna Apple Home ei suhtle Zigbee seadmetega otse, on mootorite ja Apple'i ökosüsteemi vahelise side loomiseks tavaliselt vaja täiendavat Zigbee lüüsi. Enne automatiseerimise alustamist peab paigaldaja konfigureerima lüüsi, siduma kõik mootorid, kontrollima püsivara ühilduvust, ühendama lüüsi kohaliku võrguga ja seejärel viima lõpule ökosüsteemi integreerimise.
 

Iga lisaseade suurendab komponentide arvu, mida tuleb kogu süsteemi eluea jooksul installida, konfigureerida, hooldada ja toetada.
 

Suuremate kommertsprojektide puhul muutub olukord veelgi keerulisemaks. Büroohooned, hotellid ja korteriarendused ühendavad sageli erinevate tootjate tarnitud seadmeid mitme ehitusetapi jooksul. Uute seadmete lisandudes muutub erinevate sidestandardite koostalitlusvõime säilitamine üha keerulisemaks.
 

Paljud teeninduskülastused ei ole põhjustatud mootoririkkest endist, vaid sideprobleemidest, nagu võrgukonfiguratsiooni muudatused, kontrolleri asendamine, püsivara mitteühildumine või lüüsiga seotud{0}}tõrkeotsing. Kuigi lüüsid jäävad paljude olemasolevate nutikate kodude arhitektuuride oluliseks osaks, toob iga täiendav tõlkekiht kaasa veel ühe punkti, kus võib tekkida ühilduvus- või hooldusprobleeme.
 

Tööstus on seda väljakutset juba ammu mõistnud. Selle asemel, et luua veel üks patenteeritud ökosüsteem, oli Matteri eesmärk luua ühine suhtlusraamistik, mis võimaldab sertifitseeritud seadmetel koos töötada sõltumata lõppkasutaja valitud nutika kodu platvormist.
 

Üks levinumaid väärarusaamu on see, et Matter asendab Zigbee.

Ei tee seda.

Matter ja Zigbee töötavad kommunikatsiooniarhitektuuri erinevatel kihtidel.

Zigbee määratleb IEEE 802.15.4 traadita side kaudu töötavate seadmete võrgu- ja rakenduskäitumise. Zigbeed kasutavad seadmed vajavad üldiselt ühilduvat koordinaatorit või lüüsi, et vahetada teavet ökosüsteemidega, mis seda protokolli algselt ei toeta.

Aine läheneb teistmoodi.

Selle asemel, et määratleda uut traadita tehnoloogiat, standardib Matter seda, kuidas seadmed ennast kirjeldavad, käske vahetavad, olekut teavitavad ja rakenduskihi kontrolleritega suhtlevad.

Aluseks olev transport jääb paindlikuks.

Matter{0}}sertifitseeritud ruloomootor võib suhelda:

Wi-Fi

Ethernet

Niit

pakkudes Apple Home'ile, Google Home'ile, Amazon Alexale või Samsung SmartThingsile täpselt sama funktsionaalset liidest.(Allikas: Google Home Developers – Matter Primer,https://developers.home.google.com/matter/primer)

See abstraktsioon võimaldab tootjatel välja töötada ühe rakenduse mudeli, selle asemel, et säilitada iga ökosüsteemi jaoks eraldi integratsioonid.

Paigaldajate jaoks on praktiline kasu ökosüsteemi killustatuse vähenemine. Sertifitseeritud Matteri mootorit saab kasutusele võtta standardiseeritud liitumisprotsessi abil, selle asemel, et toetuda platvormi{1}}spetsiifilistele integreerimismeetoditele.

Kuigi Matter määrab, kuidas seadmed suhtlevad, pakub Thread üht võrgutehnoloogiat, mis suudab Matteri liiklust edastada.
 

Thread on madala võimsusega-IPv6 võrguprotokoll, mis on üles ehitatud IEEE 802.15.4 standardile. Erinevalt traditsioonilistest täht-topoloogiaga WiFi{5}}võrkudest võimaldab Thread seadmetel sõnumeid üksteise jaoks edastada, luues iseparaneva-võrgu, mis võib jätkata tööd isegi siis, kui üksikud sõlmed muutuvad kättesaamatuks.
 

See arhitektuur pakub nutikate varjutusrakenduste jaoks mitmeid praktilisi eeliseid.
 

Esiteks toetab Thread natiivset IP-suhtlust. Iga seade osaleb IP-sõlmena, võimaldades otsest suhtlemist teiste Matteri seadmetega, ilma et oleks vaja rakenduskihis protokolli tõlkida.(Allikas: Silicon Labs – Matter Developer's Guide,https://docs.silabs.com/matter/2.0.0/matter-start/)

Teiseks parandab võrkvõrk side töökindlust hoonetes, kus traadita signaalid peavad liikuma läbi seinte, mööbli või mitme korruse. Selle asemel, et tugineda ühele traadita ühenduse teele, saab sõnumeid vajaduse korral suunata läbi naabruses asuvate Threadi seadmete.
 

Kolmandaks on Thread mõeldud vähese energiatarbega{0}}töötamiseks. Kuigi ruloomootorid töötavad tavaliselt vooluvõrgust-, võivad nendega seotud tarvikud, nagu seinalülitid, kohalolekuandurid ja keskkonnaandurid, töötada akudega pikka aega. Ühise Thread võrgu kasutamine võimaldab neil seadmetel osaleda samas automaatikasüsteemis, säilitades samal ajal madala energiatarbimise.
 

Oluline on märkida, et Matter over Thread nõuab siiski aKeermepiiri ruuter(Allikas: Silicon Labs – Matter Documentationhttps://docs.silabs.com/matter/1.0.4/matter-start/)lõime võrgu ühendamiseks laiema IP-võrguga. Paljud praegused nutikodu tooted-, sealhulgas Apple HomePod mini, Apple TV 4K (2. põlvkond ja uuemad), Google Nest Hub (2. põlvkond), Amazon Echo (4. põlvkond) ja Samsung SmartThings Station{6}} sisaldavad aga juba Thread Border Routeri funktsioone. Paljude uute elamupaigaldiste puhul ei ole vaja täiendavat patenteeritud Zigbee lüüsi, kui ühilduv Matteri kontroller on juba olemas.

See eristamine on oluline. Matter ei kõrvalda võrgu infrastruktuuri; selle asemel vähendab see sõltuvust protokolli{1}}spetsiifilistest lüüsidest, kasutades standardiseeritud IP-põhist sidet.

Paigaldajate jaoks määrab nutika rulooprojekti edu harva see, kas mootor suudab eelseadistatud asendis pöörata või seiskuda. Kaasaegsed torukujulised mootorid on saavutanud mehaanilise töökindluse kõrge taseme. Suurem väljakutse seisneb suhtluse järjepidevuses kogu toote kasutusaja jooksul.
 

Kuna nutikad kodud muutuvad keerukamaks, on koostalitlusvõime muutunud pigem inseneriprobleemiks kui lihtsalt tarkvarafunktsiooniks. Võib eeldada, et ruloomootor töötab koos erinevate tootjate valgustussüsteemide, hõivatusandurite, HVAC-kontrollerite, hääleassistentide ja mobiilirakendustega. Iga täiendav integreerimine muudab kasutuselevõtu ja pikaajalise{2}}hoolduse keerukamaks.
 

Matter püüab seda keskkonda lihtsustada, standardiseerides, kuidas sertifitseeritud seadmed kontrolleritega suhtlevad, olenemata kasutaja valitud nutika kodu ökosüsteemist.
 

Mootoritootjatele ja süsteemiintegraatoritele toob see kaasa mitmeid praktilisi eeliseid.

 

Üks Matteri kõige olulisematest arhitektuurilistest omadustest on kohaliku suhtluse tugi.
 

Paljud esimese{0}}põlvkonna nutikodu tooted põhinesid suuresti pilveteenustel. Mobiilirakendusest väljastatud käsk võib liikuda Interneti kaudu kaugserverisse, enne kui see suunatakse tagasi kohalikku seadmesse. Kuigi see arhitektuur lihtsustas kaugjuurdepääsu, tõi see kaasa ka täiendava latentsuse ja tekitas sõltuvuse välisvõrgu kättesaadavusest.(Allikas: Silicon Labs – Matter Developer's Guidehttps://docs.silabs.com/matter/2.0.0/matter-start/)

Mateeria kujundati teistsuguse filosoofiaga.
 

Võimaluse korral suhtlevad sertifitseeritud Matteri seadmed otse kohalikus IP-võrgus. Kui Interneti-ühendus katkeb, jäävad kohalikud automatiseerimisrutiinid, seadme olekuvärskendused ja otsejuhtimine kättesaadavaks seni, kuni kohalik kontroller töötab.
 

Kodukasutajate jaoks tähendab see üldiselt, et pimekontroll võib jätkuda ka ajutiste internetikatkestuste ajal.
 

Äriprojektide -sh kontorid, hotellid, haridusasutused ja tervishoiuhooned-kasu on veelgi olulisem. Paljud automatiseerimistoimingud, nagu ajastatud varjutamine, pimestamise kontroll või päevavalguse haldamine, peaksid töötama pidevalt, sõltumata välisest Interneti-ühendusest. Kohalik täitmine parandab töö järjepidevust, vähendades seadmete rutiinse juhtimise sõltuvust pilveteenustest.
 

See arhitektuur ühtib hoone automatiseerimise laiemate suundumustega, kus kriitilised juhtimisfunktsioonid jäävad üha enam kohalikku võrku, selle asemel, et toetuda ainult pilve infrastruktuurile.

Teine Matteri funktsioon on mitu{0}}administraatorit.
 

Traditsioonilised nutikodu seadmed on sageli seotud ühe ökosüsteemi või kontoga. Seadme teisaldamine ühest kontrollerist teise nõuab sageli tehaseseadetele lähtestamist, varasemate sidumiste kustutamist ja kasutuselevõtuprotsessi kordamist.

Matter võimaldab sertifitseeritud seadet turvaliselt mitme ökosüsteemi vahel jagada.

Näiteks võib ühe ruloomootoriga samaaegselt olla saadaval:

Apple Home

Google Home

Samsung SmartThings
 

eeldusel, et igale kontrollerile on kasutuselevõtu ajal antud luba.

See paindlikkus pakub praktilisi eeliseid peale elamurajatiste.

Äsja valminud kortermajades võivad arendajad seadmed esmalt testimiseks tellida, enne kui nad annavad kontrolli üle kinnisvarahaldusele ja lõpuks majaomanikule. Mitu-Administraator lihtsustab neid omandiõiguse üleminekuid, ilma et oleks vaja korduvaid tehaseseadetele lähtestada.
 

Samamoodi hõlmavad ärihooned sageli mitut sidusrühma. Rajatiste juhid, hooldusmeeskonnad ja üürnikud võivad nõuda samale automatiseerimissüsteemile erineval tasemel juurdepääsu. Matter pakub standardiseeritud raamistikku seadme juhtimise turvaliseks jagamiseks, säilitades samal ajal kasutaja autentimise.
 

Üks Matteri kõige vähem arutatud-kuid kõige olulisem{1}}eeliseid on selle standardiseeritud seadmemudel.

Ajalooliselt rakendasid tootjad sageli sarnaseid funktsioone, kasutades erinevaid patenteeritud andmestruktuure. Nii lihtsat käsku nagu "sulgege pimedaks 50%" võib sõltuvalt sideprotokollist või hankija{2}}spetsiifilisest API-st esitada erinevalt.

Selle ebakõla tõttu pidid tarkvaraarendajad ja süsteemiintegraatorid looma iga tootepere jaoks spetsiifilised{0}}protokolli draiverid ja tõlkekihid.

Matter lahendab selle probleemi, määratledes tavalised seadmetüübid, atribuudid, käsud ja interaktsioonimudelid.

Aknakatteseadme puhul hõlmab see standardiseeritud meetodeid asukoha teatamiseks, liikumiskäskude vastuvõtmiseks ja tööolekust teavitamiseks.

Selle tulemusena ei pea nutikad koduplatvormid enam tõlgendama mitut patenteeritud liidest toodete jaoks, mis täidavad sisuliselt sama funktsiooni.

See järjepidevus lihtsustab ökosüsteemide integreerimist, vähendades samal ajal tarkvara hooldust aja jooksul.

Kuigi mateeria on oluline samm koostalitlusvõime suunas, ei tohiks seda vaadelda kui universaalset lahendust igale integratsiooniprobleemile.

Jätkuvad mitmed praktilised piirangud.

Seadme võimalused sõltuvad ikkagi rakendusest

Matter määrab iga seadmekategooria jaoks standardsed funktsioonid, kuid tootjad võivad jätkata täiustatud funktsioonide pakkumist väljaspool praegust Matteri spetsifikatsiooni.

Näiteks võivad patenteeritud mootorite kalibreerimisrutiinid, spetsiaalsed päikese{0}}jälgimisalgoritmid või tootja-spetsiifilised automatiseerimisfunktsioonid siiski vajada spetsiaalseid rakendusi.

Teisisõnu parandab Matter ühiste funktsioonide koostalitlusvõimet, kuid ei kaota toodete eristamist.

Ökosüsteemi tugi areneb edasi

Asjade sertifitseerimine kehtestab ühise suhtlusstandardi, kuid uute seadmetüüpide tugi sõltub ökosüsteemi müüjatest.

Kui CSA laiendab Matteri spetsifikatsiooni, peavad Apple, Google, Amazon ja Samsung mõlemad rakendama tuge oma platvormidel, enne kui kasutajad kogevad ökosüsteemides identseid funktsioone.

Seetõttu võib funktsioonide saadavus kontrollerite vahel ajutiselt erineda, kuigi selle aluseks olev Matteri spetsifikatsioon on juba avaldatud.

Lõimide võrgu planeerimine on endiselt oluline

Matter over Thread lihtsustab koostalitlusvõimet, kuid juhtmevaba tehnoloogia on endiselt oluline.

Suured elamud, ärihooned ja{0}}mitmekorruselised rajatised nõuavad siiski sobivat Threadi võrgu katvust.

Kuigi Thread kasutab iseparanevat{0}võrkvõrku, sõltub side kvaliteet lõppkokkuvõttes sõlmede paigutusest, signaali levimisest, ehitusmaterjalidest ja piirimarsruuteri saadavusest.

Paigaldajad peaksid seetõttu jätkama juhtmevaba planeerimise käsitlemist inseneritööna, selle asemel, et eeldada, et Matter tagab automaatselt optimaalse jõudluse.

Nutikate ruloomootorite kommunikatsioonitehnoloogiate valimisel pole universaalset "parimat" lahendust. Iga valik pakub erinevaid kompromisse,{1}}olenevalt paigalduskeskkonnast, ökosüsteemi nõuetest ja projekti ulatusest.

Oluline on mõista, et need tehnoloogiad ei ole igas stsenaariumis otsesed konkurendid.

WiFi{0}} sobib paljude eraldiseisvate elamute jaoks.

Zigbee't kasutatakse jätkuvalt laialdaselt kaubanduslikes valgustus- ja koduautomaatikavõrkudes.

Matter over Thread on eriti atraktiivne, kui{0}}mitme ökosüsteemi pikaajaline koostalitlusvõime on oluline disainieesmärk.

Selle asemel, et asendada kõiki olemasolevaid sidetehnoloogiaid, pakub Matter standardiseeritud rakenduskihti, mis võimaldab neil tehnoloogiatel kaasaegsetes nutikate kodude ökosüsteemides järjepidevamalt osaleda.

Torukujuliste mootorite ja mootoriga varjutussüsteemide tootjate jaoks ei tähenda Matteri toetamine lihtsalt teise juhtmevaba mooduli lisamist. See mõjutab toote arhitektuuri, püsivara arendamist, sertifitseerimise planeerimist ja pikaajalist-hooldust.
 

Erinevalt patenteeritud ökosüsteemidest nõuab Matteri sertifikaat vastavust ühisele spetsifikatsioonile, mida haldab Connectivity Standards Alliance (CSA). Sertifitseeritud seadmed peavad rakendama standardiseeritud seadmetüüpe, turbemehhanisme, kasutuselevõtuprotseduure ja koostalitlusnõudeid, enne kui nad saavad kuvada asja sertifitseerimismärgi.
 

Inseneri vaatenurgast muudab see tootearendust mitmel viisil.
 

Esiteks muutub püsivara disain standardsemaks. Erinevate nutikate kodude ökosüsteemide jaoks eraldi rakendusloogika säilitamise asemel saavad tootjad välja töötada ühtse interaktsioonimudeli, toetades samal ajal erinevaid transporditehnoloogiaid, nagu Wi-Fi või Thread.

Teiseks muutub koostalitlusvõime testimine üha olulisemaks. Matter{1}}toega ruloomootor peab suhtlema järjepidevalt mitme müüja kontrolleritega, mitte ei tööta ainult ühes ökosüsteemis. See paneb suuremat rõhku püsivara valideerimisele, protokollide järgimisele ja pikaajalisele-tarkvarahooldusele.
 

Lõpuks pole turvalisus enam valikuline funktsioon. Matter tutvustab sertifitseerimisprotsessi osana kohustuslikku autentimist, seadme atesteerimist ja krüpteeritud sidet. Seetõttu peavad tootjad küberturvalisusega arvestama kogu toote elutsükli vältel, mitte käsitlema seda tarkvara lisafunktsioonina.
 

OEM-tarnijate jaoks tähendab Matteri kasutuselevõtt ka toodete valmistamist laiema valiku klientide ökosüsteemide jaoks. Kuna Apple, Google, Amazon, Samsung ja teised müüjad jätkavad Matteri toe laiendamist, ootavad ostjad üha enam, et uued nutiseadmed integreeruvad olemasolevate platvormidega ilma patenteeritud lüüsidele või platvormipõhistele{1}}rakendustele tuginemata.

WJZ Motoris ei keskendu me lihtsalt uue kommunikatsioonistandardi toetamisele, vaid tagame, et nutikad ruloomootorid ühilduksid kogu nende kasutusea jooksul arenevate automatiseerimisökosüsteemidega.

Kuna Matteri kasutuselevõtt jätkub elamu- ja äriprojektides, keskendub meie inseneritöö kolmele valdkonnale.

Koostalitlusvõime

Pimedate mootorid peaksid järjepidevalt suhtlema sertifitseeritud Matteri kontrolleritega, säilitades samal ajal usaldusväärse kohaliku töö kõigis toetatud ökosüsteemides.

Selle asemel, et optimeerida tooteid ühe nutika kodu platvormi jaoks, on koostalitlusvõime testimine mõeldud käitumise kontrollimiseks erinevate kontrolleri rakenduste ja kasutuselevõtu stsenaariumide korral.

Püsivara hooldatavus

Suhtlusstandardid arenevad jätkuvalt.

Matter on alates selle esialgsest väljalaskmisest juba läbinud mitmeid spetsifikatsioonide värskendusi, kusjuures iga versioon on laiendanud seadmekategooriaid ja parandanud koostalitlusvõimet. Püsivara ühilduvuse säilitamine aja jooksul on seetõttu tootearenduse ajal oluline.

OEM-klientide jaoks võib pikaajaline{0}}püsivara tugi vähendada tulevasi migratsioonikulusid, kuna ökosüsteemid arenevad edasi.

Praktiline süsteemiintegratsioon

Side on vaid üks osa motoriseeritud varjutussüsteemist.

Mootori jõudlus, piirtäpsus, müratase, pöördemomendi stabiilsus ja elektriline töökindlus jäävad samaväärseks.

Meie arendusfilosoofia on kombineerida stabiilne mootorijuhtimine standardite{0}}põhise suhtlusega, mis võimaldab süsteemiintegraatoritel keskenduda pigem projekti rakendamisele kui protokollide ühilduvusele.
 

Nutikas ehitustööstus liigub pigem suurema koostalitlusvõime kui suurema killustatuse poole.

Viimase kümnendi jooksul on tootjad oma toodete eristamiseks välja töötanud sõltumatud ökosüsteemid. Kuigi see lähenemisviis kiirendas innovatsiooni, tekitas see paigaldajatele, integreerijatele ja lõppkasutajatele ka ühilduvusprobleeme.

Mateeria esindab teist suunda.

Selle asemel, et asendada olemasolevaid võrgutehnoloogiaid, pakub see ühist keelt, mis võimaldab sertifitseeritud seadmetel teha koostööd mitmes ökosüsteemis, säilitades samal ajal konkurentsi riist- ja tarkvara tasandil.

Nutikate ruloomootorite puhul tähendab see, et suhtlus muutub vähem sõltuvaks patenteeritud integratsioonidest ja keskendub rohkem standardiseeritud suhtlusele.

Üleminek ei toimu üleöö.

Miljonid Zigbee, Z-Wave ja Wi-Fi{1}}seadmed jäävad tööle ning need tehnoloogiad mängivad paljudes installatsioonides olulist rolli veel aastaid, kuid uute nutikate varjutusprojektide puhul, kus pikaajaline koostalitlusvõime on prioriteet, muutub Matter üha enam inseneriarutelu osaks, mitte eksperimentaalseks tehnoloogiaks.(Allikas: Madadi-Barough et al., Matter: IoT Interoperability for Smart Homes, arXiv, 2024.https://arxiv.org/abs/2405.01618)

Insenerid peaksid hindama mitte ainult tänapäevaseid ühilduvusnõudeid, vaid ka seda, kuidas kommunikatsioonistandardid toote kasutusea jooksul tõenäoliselt arenevad.