Derzeit sind Smart-Home-Lösungen noch fragmentiert und Interoperabilität nur begrenzt realisierbar. Da es in der gesamten Branche keine universellen Hardwarestandards oder Kommunikationsprotokolle gibt, können Smart-TVs, Smart-Leuchten, Smart-Kühlschränke und andere Geräte verschiedener Hersteller nicht einheitlich mit einem einzigen zentralen Steuerungssystem gesteuert und verwaltet werden. Mit der Veröffentlichung des Matter-Standards besteht die Möglichkeit, diese schwierige Situation zu ändern. Der vorherige Artikel stellte kurz den Ursprung der Materie vor . Jetzt werden wir uns ausführlich mit Matter befassen, der so definiert wurde, dass er verschiedene Systeme zusammenführt und gleichzeitig ihre eigenen Vorzüge behält, und dann die Aussicht auf zukünftige Smart-Home-Systeme erläutern.

Was ist los

Matter ist ein aufstrebender Standard für Smart- Home-Systeme, der darauf abzielt, verschiedene Smart-Home-Geräte und Ökosysteme miteinander zu verbinden, damit sie gemeinsam zusammenarbeiten können. Matter ist der Vorgänger des IoT-Verbindungsstandards „Project CHIP“, der Ende 2019 von Apple, Google, Amazon und der Zigbee Alliance erarbeitet wurde. Später wurde er im Mai 2021 offiziell in „Matter“ umbenannt.

Der größte Vorteil von Matter besteht darin, dass es Verbindungen und Interoperabilität realisieren kann, wodurch die Masseneinführung von Smart-Home-Systemen einfacher beschleunigt werden kann. Nutzer sind nicht mehr an eine einzige Marke von Smart-Home-Geräten gebunden. Früher mussten Verbraucher, die Smart-Home-Geräte kaufen möchten, sorgfältig prüfen und darüber nachdenken, mit welchem ​​Smart-Home-Ökosystem sie kompatibel sein sollen – Alexa, Apple HomeKit, Hey Google oder Smart Things usw. Das macht den Kaufprozess extrem kompliziert.

Für OEMs von Smart-Home-Geräten muss ihre Entwicklung der Anforderung Rechnung tragen, mehrere Smart-Home-Ökosysteme parallel zu unterstützen, um Peer-to-Peer-Kompatibilität sicherzustellen. Das macht die Entwicklung schwierig und kostspielig. Materie erleichtert die Vernetzung und Interoperabilität von Geräten erheblich und senkt so die Schwierigkeit und die Kosten der Entwicklung.

Matter ist eine Reihe offener Standards, die für OEMs gebührenfrei sind. Während der Veröffentlichung von Matter benannte sich die Zigbee Alliance offiziell in Connection Standards Alliance (CSA) um, in der Hoffnung, einen allgemeineren Namen zu verwenden, um mehr Anbieter für das Spiel zu gewinnen. Matter hat einen universellen Mechanismus zur Gerätekopplung entwickelt, der es Benutzern ermöglicht, das Gerät mit einem Wi-Fi-Netzwerk zu verbinden, indem sie einen QR-Code scannen, über NFC wischen und manuell einen PIN-Code eingeben. Der Vorgang ähnelt dem der HomeKit-Geräteregistrierung, mit der Ausnahme, dass das HomeKit-Gerät das proprietäre Kommunikationsprotokoll von Apple verwendet, während das Matter-Gerät ein universelles Protokoll verwendet. Jedes Matter-Gerät verfügt über einen Einstellungscode, über den Benutzer es bei verschiedenen Plattformen registrieren und so Hindernisse zwischen Plattformen überwinden können. Dies bedeutet, dass Benutzer über verschiedene Plattformen hinweg Haushaltsgeräte parallel steuern können. Im Szenario der Sprachsteuerung können sie intelligente Lautsprecher verschiedener Marken verwenden, um Geräte in verschiedenen Räumen zu steuern.

Materie ist nicht nur ein Protokoll der Interkonnektivität, sondern auch eine Art Produktzertifizierung. Sein Logo besteht aus drei Pfeilen, die in die gleiche Mitte zeigen und die Allianz von Apple, Google und Amazon symbolisieren. Matter-konforme Smart-Home-Geräte werden künftig mit diesem Logo auf ihren Gerätegehäusen und -verpackungen gekennzeichnet.

Bestandteile der Materie

Auf der obersten Ebene kann Materie als eine Sprache für die Kommunikation zwischen Smart-Home-Geräten betrachtet werden. Solange Smart-Home-Geräte die Sprache der Materie verwenden, können sie direkt miteinander kommunizieren, ohne das Gateway zu passieren. TCP/UDP ähnelt verschiedenen Formen von E-Mails und Paketen, die über verschiedene Übertragungstechnologien (unten) an die Hausnummer (IPv6) jedes Smart-Home-Geräts gesendet werden. Die zugrunde liegenden Netzwerktechnologien ähneln verschiedenen Expressversandmethoden. Ihre Geschwindigkeit und Stabilität können unterschiedlich sein, sie liefern jedoch alle E-Mails an die entsprechende Nummer.

Daher ist die Rolle der Materie in Smart-Home-Systemen äußerst wichtig. Durch die Konvergenz verschiedener Smart-Home-Geräte für Interoperabilität bietet es Benutzern ein komfortableres Erlebnis. Davon profitieren auch OEMs, denn solange sie dem Matter-Standard entsprechen, kann ein OEM Geräte produzieren, die mit Geräten anderer Anbieter kompatibel sind. Das reduziert die Entwicklungsschwierigkeiten und -kosten erheblich.

Was kann Materie tun?

Wenn Sie ein Smart-Home-Gerät mit Matter-Zertifizierung erhalten, dann

• Das Produkt kann sich nahtlos jedem Ökosystem anschließen, das Matter unterstützt, wie HomeKit, Google Home, Alexa oder andere Ökosysteme von Drittanbietern, und alle vom Ökosystem bereitgestellten grundlegenden und erweiterten Funktionen nutzen.
• Es ist nicht notwendig, ein Gateway zu kaufen, das für ein bestimmtes Ökosystem geeignet ist. Jedes Produkt, das Matter unterstützt, kann als Gateway verwendet werden, z. B. Home Pod, Apple TV, Nest Audio, Eero-Router oder andere Matter-Geräte.
• Tauschen Sie Daten direkt aus und führen Sie Vorgänge mit Matter-Produkten jeder Marke im Haushalt oder im Rahmen der Automatisierung durch, ohne Kommunikation über das Gateway, wodurch die Verzögerungskosten des Datenaustauschs erheblich reduziert werden.
• Es verfügt über einen sicheren lokalen Betriebsmechanismus und kann Steuerung, Automatisierung und Upgrades durchführen, ohne auf die proprietären Cloud-Dienste eines OEMs zugreifen zu müssen.
• Sie verwenden Wi-Fi-, Ethernet- oder Thread-Protokolle, wobei Thread eine extrem niedrige Latenz aufweist.
• Es verfügt über einen sicheren Zugriffsauthentifizierungsmechanismus, der auf ein Zuhause mit mehreren Ökosystemen und mehreren Administratoren anwendbar ist, was es äußerst bequem und benutzerfreundlich macht.

Von Anfang an zielt Matter darauf ab, den IoT-Markt zu vereinheitlichen und OEMs in die Lage zu versetzen, vom harten Wettbewerb des ökologischen Monopolaufbaus zu einem harmlosen Wettbewerb überzugehen, der sich auf die Stärke der Produkte und die Einsicht in die Bedürfnisse der Kunden konzentriert.

Faden und Materie

Das Thread-Protokoll ist ein neues Kommunikationsprotokoll, das 2015 von Nest vorgeschlagen wurde. Im selben Jahr wurde Nest von Google übernommen. Daher hat Google bei der Gründung des Projekts CHIP Thread, ein fortschrittliches Netzwerkprotokoll mit geringem Stromverbrauch, als einen der Eckpfeiler von Matter beigesteuert.

Ethernet, Wi-Fi und Thread sind die drei wichtigsten von Matter unterstützten Übertragungsprotokolle. Ethernet und Wi-Fi werden häufig für die tägliche Netzwerkverbindung und Dateiübertragung verwendet. Thread ähnelt eher Wi-Fi, das speziell für Smart-Home-Geräte entwickelt wurde, mit geringem Stromverbrauch, hoher Abdeckung und anderen Funktionen, die batteriebetriebene Heimgeräte viele Jahre lang am Laufen halten können. Im Vergleich zu den auf dem Markt erhältlichen Übertragungsprotokollen mit geringem Stromverbrauch wie Zigbee und Bluetooth Mesh schneidet Thread hinsichtlich Bandbreite, Stabilität und Reaktionszeit besser ab. Ob in kleinen und mittleren Netzwerken oder großen Netzwerken, die tatsächliche Latenz liegt weit unter dem Bereich, den Benutzer wahrnehmen können. Darüber hinaus verfügt Thread über Funktionen wie Mesh, ein selbstheilendes Netzwerk und automatische Knotenverwaltung.

Wie Matter barrierefreie Kommunikation im Smart Home realisiert

Materie erbt und stärkt die über Jahrzehnte aufgebaute Zigbee Cluster Library (ZCL) der Zigbee Alliance. Fast alle Geräte auf dem Markt können den Cluster nutzen. Obwohl ZCL zunächst nur auf das Zigbee-Protokoll anwendbar war, wurde es nach der Gründung von Matter zur ZCL Advanced Platform (ZAP) erweitert. Alle Geräte, die Matter unterstützen, verwenden ZAP als einzige Kommunikationssprache für den Informationsaustausch und die Steuerung, unabhängig vom verwendeten Kommunikationsmodus.

Da die Sprache von Smart-Home-Geräten in der Vergangenheit nicht einheitlich ist, wurden Gateways zur Übersetzung benötigt. Wenn Sie beispielsweise im vorherigen HomeKit einen Zigbee-Schalter ausschalten möchten, werden die von Ihnen gesendeten Anweisungen über HAP an das Zigbee-Gateway gesendet und dann über das Gateway in ZCL übersetzt, um den Schalter zu steuern. Nach dem Upgrade auf Matter können die von Ihnen gesendeten Anweisungen jedoch direkt an WLAN-, Ethernet- und Thread-Geräte übertragen werden und das Gerät kann ohne Zwischengerät gesteuert werden. Die Verwendung derselben Sprache für die Kommunikation verbessert die Verfügbarkeit erheblich und senkt die Kosten.

Welche Schritte unternehmen Google, Amazon, Apple, Samsung für Matter

• Google Nest : Google wird alle seine Nest-Monitore und -Lautsprecher aufrüsten, um den Matter-Standard zu unterstützen, damit relevante Geräte besser gesteuert werden können. Durch die Google Voice Assistant-Technologie können die Geräte von Matter Tag gesteuert werden. Darüber hinaus wird Google Matter über Android-Telefone und die Google Fast Pair-Technologie unterstützen, wodurch der Matching-Prozess von Matter-Produkten so einfach wird wie das Anschließen neuer Kopfhörer.
• Amazon Alexa : Amazon wird seinen Echo der vierten Generation auf Thread upgraden und eine Brücke bauen, um sich selbst und das Wi-Fi-Netzwerk zu verbinden. Auch Amazons Eero wird Matter unterstützen und neue Entwicklertools veröffentlichen, um Alexa-Smart-Home-Partnern die Unterstützung von Matter zu erleichtern.
• Apple HomeKit : Apple wird die Integration von Matter in iOS 15 unterstützen. Benutzer können das HomeKit verwenden, um verwandte Matter-Geräte zu verwalten, was bedeutet, dass sie ein Smart Home flexibler einrichten und reibungsloser arbeiten können.
• Samsung Smart Things : Der Hub der Samsung Smart Things-Plattform wird aktualisiert, um Matter zu unterstützen. Dieser Standard wird zur Steuerung seines Smartphones, seines Smart-TVs und seiner Smart-Appliance werden, es ist jedoch nicht klar, ob er über WLAN oder Thread erfolgt. Darüber hinaus kündigte Samsung auf der CES 2022 an, dass sein neuer Home Hub Matter unterstützen wird.

Offenbarung der Materie

Matter ist ein junges Protokoll mit einer Geschichte von erst drei oder vier Jahren. Es vereint jedoch die Essenz aller Smart-Home-Technologien der letzten 20 Jahre und verfügt daher über das schnellste Übertragungsprotokoll mit geringem Stromverbrauch auf dem Markt, die sichersten Zugangs- und Betriebsmodi und die umfassendste Bibliothek zur Definition von Gerätetypen. Diese hervorragenden Technologien verschaffen Matter den Wettbewerbsvorteil und ermöglichen den Aufbau einer Einheit auf dem IoT-Markt.

Die Veröffentlichung der Matter-Vereinbarung verzögerte sich jedes Jahr, da die Anzahl der Plattformen, die CSA überprüfen muss, weitaus größer ist als erwartet. Derzeit verpflichten sich mehr als 16 Betriebssysteme und Chipsatzplattformen, Matter zu unterstützen. Dazu gehören Linux, Darwin, Android, Tizen, Zephyr und andere Betriebssystemplattformen sowie Chipsatzplattformen von Infineon, Silicon Labs, TI, NXP, Nordic, Espressif Systems und Synaptics.

RF-star Technology hat die Matter-Module auf den Markt gebracht

Als renommierter Anbieter drahtloser IoT-Lösungen hat Shenzhen RF-star Technology Co., Ltd. (RF-star) mehrere drahtlose Kommunikationsmodule auf den Markt gebracht, die das Matter-Protokoll unterstützen . Dazu gehören Matter-over-Thread-Module auf Basis von TI CC2652x7-, Silicon Labs MG24- und Nordic nRF52840-SoCs sowie Matter-over-Wi-Fi-Module auf Basis von TI CC3235S/CC3235SF-SoCs, die Kunden dabei helfen können, die Produktentwicklung schnell abzuschließen.

Über RF-star Technology

Shenzhen RF-star Technology Co., Ltd. (RF-star) ist ein High-Tech-Unternehmen, das sich auf Hochfrequenzgeräte konzentriert und seit mehr als einem Jahrzehnt von Texas Instruments als unabhängiger IDH für RF-Produkte mit geringem Stromverbrauch zertifiziert ist . RF-star bietet drahtlose IoT-Module und ein komplettes Lösungspaket, einschließlich BLE, Wi-Fi, Matter, Wi-SUN, Sub-1G, ZigBee, Thread usw. Weitere Informationen finden Sie auf der Unternehmenswebsite https: // www.rfstariot.com/ oder kontaktieren Sie uns unter info@szrfstar.com .