Το θέμα για το οποίο πρόκειται να μιλήσουμε σήμερα έχει να κάνει με τα έξυπνα σπίτια.
Όταν πρόκειται για έξυπνα σπίτια, κανείς δεν πρέπει να είναι άγνωστος μαζί τους. Πίσω στις αρχές αυτού του αιώνα, όταν η έννοια του Διαδικτύου των πραγμάτων γεννήθηκε για πρώτη φορά, η σημαντικότερη περιοχή εφαρμογής ήταν το έξυπνο σπίτι.
Με τα χρόνια, με τη συνεχή ανάπτυξη της ψηφιακής τεχνολογίας, έχει εφευρεθεί όλο και πιο έξυπνο υλικό για το σπίτι. Αυτό το υλικό έχουν φέρει μεγάλη ευκολία στην οικογενειακή ζωή και πρόσθεσε στην ευχαρίστηση της ζωής.
Με την πάροδο του χρόνου, θα έχετε πολλές εφαρμογές στο τηλέφωνό σας.
Ναι, αυτό είναι το πρόβλημα του οικολογικού φραγμού που έχει από καιρό μαστίζει την έξυπνη βιομηχανία στο σπίτι.
Στην πραγματικότητα, η ανάπτυξη της τεχνολογίας του IoT χαρακτηρίστηκε πάντοτε από κατακερματισμό. Διαφορετικά σενάρια εφαρμογών ταιριάζουν με διαφορετικά χαρακτηριστικά των τεχνολογιών IoT. Κάποιοι χρειάζονται μεγάλο εύρος ζώνης, μερικοί χρειάζονται χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, μερικές επικεντρώνονται στη σταθερότητα και μερικοί ανησυχούν πολύ για το κόστος.
Αυτό έχει προκαλέσει ένα μείγμα 2/3/4/5G, NB-IOT, EMTC, Lora, Sigfox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread και άλλων υποκείμενων τεχνολογιών επικοινωνίας.
Το Smart Home, με τη σειρά του, είναι ένα τυπικό σενάριο LAN, με τεχνολογίες επικοινωνίας μικρής εμβέλειας όπως Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread κ.λπ., σε ένα ευρύ φάσμα κατηγοριών και διασταυρούμενης χρήσης.
Επιπλέον, καθώς τα έξυπνα σπίτια προσανατολίζονται προς τους μη ειδικούς χρήστες, οι κατασκευαστές τείνουν να κατασκευάζουν τις δικές τους πλατφόρμες και τις διεπαφές UI και να υιοθετήσουν πρωτόκολλα στρώματος εφαρμογών για να εξασφαλίσουν την εμπειρία των χρηστών. Αυτό οδήγησε στον σημερινό "πόλεμο του οικοσυστήματος".
Τα εμπόδια μεταξύ των οικοσυστημάτων δεν προκάλεσαν μόνο ατέλειωτα προβλήματα για τους χρήστες, αλλά και για τους πωλητές και τους προγραμματιστές - η εκκίνηση του ίδιου προϊόντος απαιτεί ανάπτυξη για διαφορετικά οικοσυστήματα, αυξάνοντας σημαντικά το φόρτο εργασίας και το κόστος.
Επειδή το πρόβλημα των οικολογικών φραγμών αποτελεί σοβαρό περιορισμό στη μακροπρόθεσμη ανάπτυξη των έξυπνων κατοικιών, η βιομηχανία έχει αρχίσει να εργάζεται για την εξεύρεση λύσης σε αυτό το πρόβλημα.
Η γέννηση του πρωτοκόλλου θέματος
Τον Δεκέμβριο του 2019, η Google και η Apple προσχώρησαν στη Alliance Zigbee, συμμετέχοντας στο Amazon και πάνω από 200 εταιρείες και χιλιάδες εμπειρογνώμονες παγκοσμίως για να προωθήσουν ένα νέο πρωτόκολλο Layer Application, γνωστό ως πρωτόκολλο Project Chip (Connected Home Over IP).
Όπως μπορείτε να δείτε από το όνομα, το Chip έχει να κάνει με τη σύνδεση του σπιτιού με βάση τα πρωτόκολλα IP. Αυτό το πρωτόκολλο ξεκίνησε με στόχο την αύξηση της συμβατότητας των συσκευών, την απλούστευση της ανάπτυξης προϊόντων, τη βελτίωση της εμπειρίας των χρηστών και την προώθηση της βιομηχανίας.
Μετά τη γεννήθηκε η ομάδα εργασίας του Chip, το αρχικό σχέδιο ήταν να κυκλοφορήσει το πρότυπο το 2020 και να ξεκινήσει το προϊόν το 2021. Ωστόσο, για διάφορους λόγους, το σχέδιο αυτό δεν υλοποιήθηκε.
Τον Μάιο του 2021, η συμμαχία Zigbee άλλαξε το όνομά της σε CSA (Συμμαχία Συνδεδεμένων Προτύπων). Ταυτόχρονα, το έργο Chip μετονομάστηκε σε ύλη (που σημαίνει "κατάσταση, γεγονός, ύλη" στα κινέζικα).
Η συμμαχία μετονομάστηκε επειδή πολλά μέλη ήταν απρόθυμοι να συμμετάσχουν στο Zigbee και ο Chip άλλαξε σε ύλη, πιθανώς επειδή η λέξη τσιπ ήταν πολύ γνωστή (αρχικά σήμαινε "Chip") και πολύ εύκολο να καταρρεύσει.
Τον Οκτώβριο του 2022, η CSA κυκλοφόρησε τελικά την έκδοση 1.0 του πρότυπου πρωτοκόλλου. Λίγο πριν από αυτό, στις 18 Μαΐου 2023, κυκλοφόρησε επίσης η έκδοση του Matter 1.1.
Τα μέλη της κοινοπραξίας της CSA χωρίζονται σε τρία επίπεδα: εκκινητής, συμμετέχων και υιοθετητής. Οι αρχηγοί βρίσκονται στο υψηλότερο επίπεδο, που είναι οι πρώτοι που συμμετέχουν στη σύνταξη του πρωτοκόλλου, είναι μέλη του Διοικητικού Συμβουλίου της Συμμαχίας και συμμετέχουν σε κάποιο βαθμό στην ηγεσία και τις αποφάσεις της συμμαχίας.
Η Google και η Apple, ως εκπρόσωποι των εκκινητών, συνέβαλαν σημαντικά στις πρώτες προδιαγραφές της ύλης.
Η Google συνέβαλε στο υφιστάμενο στρώμα δικτύου του Smart Home και το πρωτόκολλο εφαρμογής (ένα σύνολο τυπικών μηχανισμών και εντολών για τη λειτουργία της συσκευής), ενώ η Apple συνέβαλε στην ασφάλεια HAP (για επικοινωνία από άκρο σε άκρο και τοπική χειραγώγηση LAN, εξασφαλίζοντας ισχυρή ιδιωτικότητα και ασφάλεια).
Σύμφωνα με τα τελευταία στοιχεία της επίσημης ιστοσελίδας, η κοινοπραξία CSA ξεκίνησε από συνολικά 29 εταιρείες, με 282 συμμετέχοντες και 238 υιοθετητές.
Με επικεφαλής τους Giants, οι φορείς της βιομηχανίας εξάγουν ενεργά την πνευματική τους ιδιοκτησία για την ύλη και δεσμεύονται να οικοδομήσουν ένα μεγάλο ενοποιημένο άψογα συνδεδεμένο οικοσύστημα.
Αρχιτεκτονική πρωτοκόλλου της ύλης
Μετά από όλα αυτά τα λόγια, πώς ακριβώς καταλαβαίνουμε το πρωτόκολλο θέμα; Ποια είναι η σχέση του με Wi-Fi, Bluetooth, Thread και ZigBee;
Όχι τόσο γρήγορα, ας δούμε ένα διάγραμμα:
Αυτό είναι ένα διάγραμμα της αρχιτεκτονικής πρωτοκόλλου: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) και Ethernet είναι τα υποκείμενα πρωτόκολλα (φυσικά και στρώματα σύνδεσης δεδομένων). προς τα πάνω είναι το στρώμα δικτύου, συμπεριλαμβανομένων των πρωτοκόλλων IP. προς τα πάνω είναι το στρώμα μεταφοράς, συμπεριλαμβανομένων των πρωτοκόλλων TCP και UDP. Και το πρωτόκολλο θέμα, όπως έχουμε ήδη αναφέρει, είναι ένα πρωτόκολλο στρώματος εφαρμογής.
Το Bluetooth και το ZigBee έχουν επίσης αφιερωμένα επίπεδα δικτύου, μεταφορών και εφαρμογών, εκτός από τα υποκείμενα πρωτόκολλα.
Ως εκ τούτου, η ύλη είναι ένα αμοιβαία αποκλειστικό πρωτόκολλο με Zigbee και Bluetooth. Επί του παρόντος, τα μόνα υποκείμενα πρωτόκολλα που υποστηρίζουν το θέμα είναι το Wi-Fi, το Thread και το Ethernet (Ethernet).
Εκτός από την αρχιτεκτονική πρωτοκόλλου, πρέπει να γνωρίζουμε ότι το πρωτόκολλο θέμα έχει σχεδιαστεί με μια ανοιχτή φιλοσοφία.
Πρόκειται για ένα πρωτόκολλο ανοιχτού κώδικα που μπορεί να προβληθεί, να χρησιμοποιηθεί και να τροποποιηθεί από οποιονδήποτε ώστε να ταιριάζει σε διαφορετικά σενάρια και ανάγκες εφαρμογής, τα οποία θα επιτρέψουν τα τεχνικά οφέλη της διαφάνειας και της αξιοπιστίας.
Η ασφάλεια του πρωτοκόλλου θέματος είναι επίσης ένα σημαντικό σημείο πώλησης. Χρησιμοποιεί την τελευταία τεχνολογία κρυπτογράφησης και υποστηρίζει κρυπτογράφηση από άκρο σε άκρο για να διασφαλίσει ότι οι επικοινωνίες των χρηστών δεν κλαπούν ή παραβιάζονται.
Μοντέλο δικτύωσης της ύλης
Στη συνέχεια, εξετάζουμε την πραγματική δικτύωση της ύλης. Και πάλι, αυτό απεικονίζεται από ένα διάγραμμα:
Όπως δείχνει το διάγραμμα, η ύλη είναι πρωτόκολλο που βασίζεται σε TCP/IP, οπότε η ύλη είναι ό, τι ομαδοποιείται το TCP/IP.
Οι συσκευές Wi-Fi και Ethernet που υποστηρίζουν το πρωτόκολλο θέματος μπορούν να συνδεθούν απευθείας με έναν ασύρματο δρομολογητή. Οι συσκευές νήματος που υποστηρίζουν το πρωτόκολλο θέματος μπορούν επίσης να διασυνδεθούν με δίκτυα που βασίζονται σε IP όπως Wi-Fi μέσω δρομολογητών συνόρων.
Οι συσκευές που δεν υποστηρίζουν το πρωτόκολλο θέματος, όπως συσκευές ZigBee ή Bluetooth, μπορούν να συνδεθούν σε μια συσκευή τύπου γέφυρας (γέφυρα/πύλη Matter) για να μετατρέψουν το πρωτόκολλο και στη συνέχεια να συνδεθούν σε ασύρματο δρομολογητή.
Βιομηχανικές εξελίξεις στην ύλη
Η ύλη αντιπροσωπεύει μια τάση στην έξυπνη τεχνολογία στο σπίτι. Ως εκ τούτου, έχει λάβει ευρεία προσοχή και ενθουσιώδη υποστήριξη από την ίδρυσή της.
Η βιομηχανία είναι πολύ αισιόδοξος για τις αναπτυξιακές προοπτικές της ύλης. Σύμφωνα με μια πρόσφατη έκθεση της εταιρείας έρευνας αγοράς ABI Research, περισσότερα από 20 δισεκατομμύρια ασύρματα συνδεδεμένες έξυπνες οικιακές συσκευές θα πωλούνται παγκοσμίως από το 2022 έως το 2030 και ένα μεγάλο μέρος αυτών των τύπων συσκευών θα πληροί τις προδιαγραφές του θέματος.
Η ύλη χρησιμοποιεί επί του παρόντος μηχανισμό πιστοποίησης. Οι κατασκευαστές αναπτύσσουν υλικό που πρέπει να περάσει τη διαδικασία πιστοποίησης της κοινοπραξίας CSA προκειμένου να λάβει το πιστοποιητικό θέματος και να επιτρέπεται να χρησιμοποιήσει το λογότυπο Matter.
Σύμφωνα με την CSA, η προδιαγραφή θέματος θα ισχύει για ένα ευρύ φάσμα τύπων συσκευών, όπως πίνακες ελέγχου, κλειδαριές πόρτας, φώτα, πρίζες, διακόπτες, αισθητήρες, θερμοστάτες, ανεμιστήρες, ελεγκτές κλίματος, περσίδες και συσκευές μέσων, που καλύπτουν σχεδόν όλα τα σενάρια στο έξυπνο σπίτι.
Η βιομηχανία, η βιομηχανία έχει ήδη έναν αριθμό κατασκευαστών των οποίων τα προϊόντα έχουν περάσει την πιστοποίηση της ύλης και εισέρχονται σταδιακά στην αγορά. Από την πλευρά των κατασκευαστών τσιπ και μονάδων, υπάρχει επίσης σχετικά ισχυρή υποστήριξη για την ύλη.
Σύναψη
Ο μεγαλύτερος ρόλος της ύλης ως πρωτοκόλλου ανώτερου στρώματος είναι να σπάσει τα εμπόδια μεταξύ διαφορετικών συσκευών και οικοσυστημάτων. Διαφορετικοί άνθρωποι έχουν διαφορετικές προοπτικές για την ύλη, με μερικούς να το βλέπουν ως σωτήρα και άλλοι να το βλέπουν ως καθαρό σχιστόλιθο.
Προς το παρόν, το πρωτόκολλο θέματος βρίσκεται ακόμα στα αρχικά στάδια της κυκλοφορίας στην αγορά και περισσότερο ή λιγότερο αντιμετωπίζει κάποια προβλήματα και προκλήσεις, όπως το υψηλότερο κόστος και ένας μεγαλύτερος κύκλος ανανέωσης για το απόθεμα συσκευών.
Εν πάση περιπτώσει, φέρνει ένα σοκ στα θαμπή χρόνια των έξυπνων συστημάτων τεχνολογίας στο σπίτι. Εάν το παλιό σύστημα περιορίζει την ανάπτυξη της τεχνολογίας και περιορίζει την εμπειρία του χρήστη, τότε χρειαζόμαστε τεχνολογίες όπως η ύλη για να επιταχύνουν και να αναλάβουν το μεγάλο έργο.
Το αν η ύλη θα είναι επιτυχημένη ή όχι, δεν μπορούμε να πούμε σίγουρα. Ωστόσο, είναι το όραμα ολόκληρης της έξυπνης βιομηχανίας στο σπίτι και η ευθύνη κάθε εταιρείας και επαγγελματίας στη βιομηχανία να ενδυναμώσει την ψηφιακή τεχνολογία στην οικιακή ζωή και να βελτιώσει συνεχώς την εμπειρία της ψηφιακής διαβίωσης των χρηστών.
Ελπίζω ότι το Smart Home θα σπάσει σύντομα όλα τα τεχνικά δεσμά και θα έρθει πραγματικά σε κάθε σπίτι.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιούνιος-29-2023