What is Matter? It doesn't matter if you don't know Matter...In the article, we will explore Matter protocol further, which is a new future of smart home.
Birth of Matter protocol
Since the end of 2019, the hot topic in the IoT industry is Matter protocol which is called Project Connected Home over IP (shorted by Project CHIP). Project CHIP is a work group that was initiated and built by Google, Amazon, Apple, and the ZigBee Alliance. This group is based on the Internet Protocol (IP) to create a smart home protocol standard that can realize the interoperability of different protocols, increase compatibility among smart home products, and provide a seamless user experience to make our lives easier.
Until May 2021, the ZigBee Alliance established in 2002 was renamed CSA (Connectivity Standard Alliance). Literally, it is an alliance related to connection standards. It sounds more domineering, like a family bucket. Then, the Connected Home over IP protocol was renamed Matter, which is the “Matter” from “it doesn't Matter”.
O CSA coloca o protocolo Matter no topo, o que mostra o status do Matter e sua popularidade.
Com o lançamento do plano de desenvolvimento do protocolo Matter, o grupo de trabalho trabalha horas extras e o ritmo de emissão tornou-se cada vez mais apertado. Ainda existem muitos problemas que precisam de nossa análise aprofundada:
Que mudanças o protocolo Matter trará ao protocolo de comunicação IoT existente em casa inteligente ?
Os protocolos de comunicação usados nos produtos IoT domésticos inteligentes existentes também são diversos, e cada tecnologia sem fio tem suas características e aplicações.
Como o Matter é um protocolo relacionado à comunicação IoT e usado principalmente no protocolo da camada de aplicação, isso afetará o desenvolvimento desses protocolos, especialmente o desembarque de produtos que usam essas tecnologias de protocolo? A resposta é sim. Do atual grupo de trabalho da Matter, a primeira rodada de protocolos discutidos e suportados são Wi-Fi , Thread, ZigBee e Bluetooth .
O Wi-Fi baseado no protocolo IP voltará a ser popular?
Como um dos protocolos de comunicação mais populares nas aplicações IoT, o Wi-Fi se beneficiará novamente com o nascimento do protocolo Matter. Por um lado, o Wi-Fi é uma tecnologia baseada no protocolo IP desde o início e pode suportar diretamente o Matter naturalmente. Por outro lado, o Wi-Fi carece de protocolo unificado na camada de aplicativos, especialmente no nível comercial da indústria de casas inteligentes. Embora estejamos familiarizados com os protocolos da camada de aplicação amplamente utilizados em aplicações de Internet das Coisas, como HTTP, COAP e MQTT, todos eles são padrões no nível de comunicação.
Quando os produtos IoT Wi-Fi foram lançados, os plugues inteligentes se tornaram os produtos mais populares. Enquanto isso, alguns problemas também apareceram ao público.
Se um usuário deseja adquirir o plugue inteligente produzido por cada fabricante , ele deve instalar um aplicativo móvel específico que corresponda ao dispositivo inteligente. A função de cada dispositivo inteligente é semelhante, mas há muitos aplicativos instalados no celular, e o protocolo de comunicação usado por cada fabricante e o formato de dados de negócios definido no protocolo são totalmente diferentes. Então, falar sobre interoperabilidade é ainda mais difícil.
Agora, com o suporte do protocolo Matter, o negócio de aplicativos é unificado, possibilitando a interoperação entre produtos domésticos inteligentes baseados em Wi-Fi. O que é mais poderoso é que os produtos Wi-Fi também podem interoperar com outros produtos de tecnologia sem fio, tornando os produtos Wi-Fi mais inteligentes.
A aplicação do protocolo Thread terá um crescimento explosivo?
Você pode não ter ouvido falar do protocolo Thread antes. Na verdade, nasceu em 2014. O protocolo Thread foi desenvolvido pelo Google Nest Labs. Quando li o padrão do protocolo Thread pela primeira vez, fiquei entusiasmado com o avanço e a praticidade de muitos pontos técnicos. Por exemplo, especialmente em comparação com ZigBee e Z-wave, sem rede mesh descentralizada de ponto único de falha, fácil acesso à Internet com base no protocolo IPv6, padrões de segurança de alto nível, melhores garantias de compatibilidade com Open Source Stack, mais funções de dispositivo e outros recursos. Talvez essas sejam as razões pelas quais muitos gigantes estrangeiros se juntaram à Thread Alliance. No entanto, as vantagens técnicas não ajudaram a Thread a implementar rapidamente a produtização. Os produtos de rosca de alguns fabricantes podem ser encontrados em países estrangeiros e são poucos na China.
A razão também é a falta de padrões uniformes do protocolo Thread na camada de aplicação. Embora também haja suporte à camada de aplicativos, como o Google Weave, ainda falta uma promoção forte. Hoje em dia, o suporte ao protocolo Matter pode ser considerado o atalho da camada de aplicação para o protocolo Thread, e é o atalho reconhecido pelos grandes gigantes. A Thread pode aproveitar as vantagens baseadas em IP para acessar facilmente a rede Matter para alcançar a interoperabilidade com outros produtos.
Portanto, parece que o protocolo Thread pode ser perfeitamente aplicado ao sistema de casa inteligente e pode desafiar ZigBee, Z-wave e outros protocolos na casa inteligente. Com o suporte do Google Home, Amazon Echo e Apple Home Pod, eles definitivamente acelerarão o acesso aos produtos de categoria única da Thread. Portanto, existe a possibilidade de que a aplicação do protocolo Thread se desenvolva mais rapidamente em países estrangeiros, mas pode levar mais tempo na China porque a chave é o ecossistema. Por exemplo , o mercado imobiliário de capa dura B-end, que é amplamente utilizado em casas inteligentes até agora, quase adota o protocolo ZigBee como um padrão da indústria.
Os produtos ZigBee podem entrar na era de um único produto?
Os fabricantes ou desenvolvedores familiarizados com o ZigBee geralmente tratam o ZigBee como uma tecnologia de sistema. Eles acham que o produto ZigBee é bem diferente de produtos de categoria única, como Wi-Fi e Bluetooth. Uma vez que o sistema é mencionado, a alta complexidade do sistema, a dificuldade de pouso e as altas barreiras de entrada vêm à mente. Mas para ZigBee, seu objetivo final é ser um produto de categoria única que possa ser aceito pelos consumidores. Assim como os produtos WiFi e Bluetooth, os produtos ZigBee comprados na IKEA, Amazon e Taobao podem ser usados imediatamente após a inicialização. O protocolo ZigBee nasce com um protocolo completo definido desde a camada física até a camada de aplicação, e com alta interoperabilidade. É por isso que a CSA Alliance (anteriormente ZigBee Alliance) pode liderar o desenvolvimento da Matter com vários gigantes.
Mais uma vez, o protocolo Matter oferece a possibilidade de produtos ZigBee de produto único e pode ampliar uma gama mais ampla de interoperabilidade. O dispositivo ZigBee está conectado à Matter Network através da ponte ZigBee-to-Matter e interopera com outros dispositivos que suportam o protocolo Matter. Atualmente, a interoperabilidade entre dispositivos ZigBee 3.0 maduros dará uma garantia de acesso padronizado à rede Matter.
Os fabricantes chineses de IoT quebram o impasse e tomam uma ação agressiva?
Desde o estabelecimento do CHIP, esses gigantes como Amazon, Google e Apple decidiram tornar o bolo doméstico inteligente maior. No início, os gigantes lançaram suas tecnologias de ponta. Weave do Google, Alexa da Amazon, HomeKit da Apple e Dotdot da ZigBee investiram na formulação e desenvolvimento do novo protocolo. Mais tarde, os gigantes investiram muitos recursos humanos no grupo de trabalho do CHIP. Diferentes equipes desempenharam um papel importante para impulsionar o desenvolvimento do novo protocolo. Até o final de maio, mais de 180 empresas e mais de 1.700 engenheiros dessas empresas trabalharam arduamente para atingir esse objetivo. Obviamente, a maioria deles são fabricantes estrangeiros, e muitos fabricantes de IoT na China também adotaram uma ação agressiva. A partir da formulação depadrões de protocolo para a Internet das Coisas até o desembarque de produtos finais, os fabricantes de chips geralmente desempenham um papel fundamental no upstream da cadeia industrial. Vamos dar uma olhada nas novas ações dos fabricantes de chips chineses.
Como um dos maiores fornecedores de chips IoT Wi-Fi, a Espressif possui uma ampla gama de clientes no exterior, especialmente nos círculos de código aberto e geek. A tecnologia Espressif aproveita a tendência de participar do plano Matter, o que também ajuda o Espressif a transferir rapidamente do campo Wi-Fi original para outros protocolos IoT. No início de agosto, a Espressif lançou um chip ESP32-H2 compatível com os padrões IEEE 802.15.4 e Bluetooth LE v5.2 para oferecer suporte total ao protocolo Matter. Acreditamos que se concentrará em Wi-Fi, Thread e Wi-Fi + Thread (roteador de placa) para atender às necessidades dos clientes na China.
A PHY+ Microelectronics tem se concentrado no desenvolvimento de chips Bluetooth de baixa potência antes. Quando seu chip Bluetooth de primeira geração PHY6212 foi lançado, há uma voz no mercado de que a China finalmente tinha um chip Bluetooth doméstico que poderia ser comparado com os chips Bluetooth europeus e americanos. Desta vez, a PHY+ Microelectronics lançou novamente o chip de modo duplo PHY6226, BLE+IEEE 802.15.4. Atualmente, as plataformas da série PHY62xx também são as primeiras a concluir a certificação de plataforma de compatibilidade ZigBee da CSA Alliance.
Acreditamos no PHY e também concordamos que o protocolo Matter promovido pelos gigantes pode trazer mais oportunidades. Quando se trata da arquitetura do chip PHY6226, ela pode ser descrita como "curta e poderosa". Diz-se que o chip é ideal para uso em produtos terminais IoT existentes. Yang Zhongqi, diretor do centro de P&D de software de microeletrônica PHY+, também disse que, atualmente, a coexistência de vários protocolos na casa inteligente será muito normal. A formulação do protocolo Matter trará mais oportunidades aos produtos padrão ZigBee 3.0. A PHY fez um rico plano de roteiro de produtos para ZigBee, Thread, BLE e outras tecnologias. Ao mesmo tempo, o PHY capacitará outros produtos de tecnologia com experiência abundante em Bluetooth, como ZigBee Direct, BLE Provisioning in Matter,A PHY criará chips AIOT multimodo para atender às demandas do mercado e ajudar os clientes a acelerar a implementação do produto.
Como uma estrela em ascensão dos chips IoT Wi-Fi, o Bouffalo Lab foi reconhecido pelos principais clientes em eletrodomésticos, iluminação e outros mercados com seu excelente desempenho no atual mercado doméstico de aplicativos de chip Wi-Fi do Mar Vermelho. Posteriormente, o chip BL702, que também é o chip combinado de BLE5.0 + IEEE 802.15.4, e o chip Wi-Fi anterior são, sem dúvida, rebitados para suporte ao Matter. Do ponto de vista da arquitetura do chip BL702, pode-se dizer que é um chip de balde da família. Comparado com outros chips tradicionais de modo duplo, possui funções concebíveis e inesperadas. Acredito que o Bouffalo Lab também se concentrará em Wi-Fi e thread on Matter para entrar na ecologia da matéria estrangeira e acessar a rede Matter por meio de um único produto.
Recentemente, por meio de vários provedores de IP IEEE802.15.4 e BLE convencionais, descobrimos que outras empresas chinesas de semicondutores também estão consultando a integração de IP relacionada aos chips existentes, na esperança de obter uma participação no futuro mercado de Matéria.
Os fornecedores de produtos terminais estão se concentrando nos primeiros dividendos da Matéria?
Esses produtos domésticos inteligentes de fabricantes de terminais IoT na China estão se desenvolvendo tão rápido que surpreendem os estrangeiros. Todos eles esperam introduzir os produtos Matter em uma ampla gama de mercados rapidamente. Para a maioria dos fabricantes de terminais, agora você pode entrar no estágio de preparação para aprender sobre o Matter. Você pode acompanhar a atualização do código no Github (https://github.com/project-chip/connectedhomeip), que pode ser baseado no suporte atual Construir algumas demos de dispositivos de hardware. Afinal, o SDK de código aberto oficial da Matter será no final de 2021, e a versão 1.0 da Especificação deve ser lançada no início de 2022. Só então haverá um padrão de protocolo relativamente completo, ambiente de desenvolvimento e certificação garantia de teste. E os fabricantes de chips no upstream devem estar mais ansiosos, e todos estão trabalhando horas extras no desenvolvimento, na esperança de fornecer uma solução Matter "chave na mão" perfeita para ajudar o produto a pousar. Em termos de ambiente ecológico e uso técnico dos produtos Matter, o ambiente ecológico inicial do produto Matter deve estar no exterior, principalmente com base na ecologia do Google, Apple e Amazon. Tecnicamente, devem ser os produtos relacionados a Wi-Fi e Thread que são conectados primeiro ao protocolo Matter. Depois, haverá ZigBee, Z-wave e outros produtos que requerem assistência de ponte.
Resumo
Materiais de referência
Escrito pelo consultor sênior da RF-star, Sr. Wireless (um ensaísta da We-Media)
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