Matter: standard koji objedinjuje kućnu automatizaciju

Ako vas zanima kućna automatizacija i vaša kuća je puna pametnih uređaja, vjerovatno ste se s njima borili više puta. Različite aplikacije, nekompatibilni hubovi i čudni standardi koje ne komuniciraju jedna s drugom. Sijalice koje rade samo s jednom markom, senzori koji zavise od vlastitog mosta, zvučnici koji se ne razumiju... malo je to zbrkano.

U ovom kontekstu se čini Materija kao veliki zajednički standard za pametni dom. To nije novi sistem automatizacije doma u tradicionalnom smislu, već zajednički jezik koji omogućava uređajima vrlo različitih proizvođača da međusobno komuniciraju lokalno, sigurno i bez brige o tome da li je "kompatibilan s Alexom" ili "radi s HomeKitom".

Šta je Matter u kućnoj automatizaciji i ko stoji iza toga

Matter je otvoreni standard povezivanja. za pametne kućne uređaje, koju vodi Savez za standarde povezivosti (CSA), ranije poznat kao Zigbee Alliance. Ovaj savez okuplja stotine kompanija, uključujući i teškaše poput Apple, Google, Amazon, Samsung, Huawei, IKEA, Philips (Signify), Somfy ili Bosch, između mnogih drugih.

Za razliku od klasičnih sistema, Materija ne teži da bude "samo još jedan ekosistem", već zajednički aplikacijski protokol o kojem svi ekosistemi mogu razgovaratiVaša sijalica, vaš utikač ili termostat "govore Matter" i zahvaljujući tome, mogu se kontrolisati putem Apple Home, Google Home, Alexa, SmartThings, Homey ili drugih kompatibilnih kontrolera bez potrebe da birate stranu.

U praksi, ovo čini Matteriju standardni jezik za kućnu automatizacijuAko pribor sadrži oznaku "Works with Matter" ili "Compatible with Matter", to znači da implementira iste međunarodno definirane naredbe i strukture unutar standarda, sa strogim zahtjevima za sigurnost, šifriranje i autentifikaciju.

Važno je da to shvatite Matter nije zatvoreni sistem pametnog doma kao takav. To je više "sloj aplikacije" koji se nalazi na vrhu IP mreža koje već koristite kod kuće (Wi-Fi, Ethernet ili Thread). Različiti ekosistemi (Google, Apple, Amazon, Samsung, Homey, itd.) koriste Matter za kontrolu i koordinaciju uređaja putem vlastitih aplikacija i usluga, ali svi komuniciraju koristeći isti zajednički jezik.

Kako Matter funkcioniše: IP, Wi-Fi, Thread i Ethernet mreže

Vrlo česta zabluda je da je Matter "još jedan Zigbee" ili nova bežična tehnologija. U stvarnosti, Matter je standard aplikacijskog sloja koji radi preko IPv6 protokola. na kućnoj mreži. Za prenos svojih poruka koristi dobro poznate IP protokole kao što su UDP i TCP u transportnom sloju.

Na osnovu toga, Matter uređaji mogu koristiti različite osnovne mrežne tehnologije: Ethernet (žični), Wi-Fi (IEEE 802.11) i Thread (IEEE 802.15.4)Nadalje, oslanja se na Bluetooth s niskom potrošnjom energije (BLE) prvenstveno za početnu registraciju ili proces "puštanja u rad", kada uparujete novi uređaj skeniranjem QR koda ili unosom numeričkog koda.

Ključ je u tome Mrežna tehnologija je jasno odvojena od aplikacijskog protokola.Zigbee i Z-Wave su full steckovi koji kombiniraju fizički, mrežni i aplikacijski sloj u jedan vlasnički ili poluvlasnički standard. Matter, s druge strane, jednostavno definira kako se uređaji opisuju, kontroliraju i osiguravaju, ostavljajući nižim slojevima korištenje standardnih IP tehnologija.

Sa stanovišta korisnika, rezultat je da Uređaji Matter mogu međusobno komunicirati bez obzira na marku.Pod uslovom da su dio iste Matter mreže i da imaju kompatibilan kontroler. Međutim, nisu svi komunikacijski putevi direktni: uređaji koji koriste Thread nalaze se na drugoj mreži od onih koji koriste Wi-Fi ili Ethernet, te je potreban uređaj koji će djelovati kao "most" između njih.

U tom kontekstu, tzv. rubni usmjerivač ili granični usmjerivač Threadkoji je odgovoran za povezivanje Thread svijeta (mreža niske potrošnje) s tradicionalnom LAN mrežom (Ethernet/Wi-Fi). Mnogi moderni hubovi i zvučnici koji podržavaju Matter također uključuju funkciju Thread Border Router, što znatno pojednostavljuje implementaciju.

Thread, Wi-Fi i mesh mreža u Matter standardu

Jedan od ključnih sastojaka ekosistema Matter je Thread, bežična mrežna tehnologija Dizajniran za uređaje male potrošnje i niske latencije, idealan za senzore, brave, male aktuatore, jednostavne utikače ili efikasno napajane sijalice.

Thread je inspirisan Zigbee-om i koristi topologija mrežeNekoliko čvorova s ​​napajanjem (obično uređaji priključeni na električnu mrežu) djeluju kao ruteri koji ponavljaju signale i automatski proširuju pokrivenost. Stoga, što više Thread uređaja dodate, mreža postaje robusnija i opsežnijapoboljšanje pokrivenosti u cijelom domu.

U ovom okviru razlikujemo dva glavna tipa Thread uređaja unutar Matterije: proširivači ili ruteri mrežne mreže (električni uređaji koji ponavljaju signale) i krajnji uređaji (na primjer, senzori na baterije) koji ne prosljeđuju promet, već samo šalju ili primaju podatke radi uštede energije baterije.

S druge strane, mnogi Matter proizvodi jednostavno koriste Wi-Fi ili Ethernet i nisu dio nijedne Thread mreže. Ovi uređaji mogu biti sijalice, utikači, televizori, streaming playeri, hubovi, Wi-Fi ruteri itd. Oni su dio LAN mreže i obično imaju veći propusni opseg, ali i veću potrošnju energije od Thread uređaja.

Treba imati na umu da Nisu svi komunikacijski slojevi automatski kompatibilni jedan s drugim.LAN (Ethernet/Wi-Fi) i Thread su različite mreže, stoga je potrebno da Thread edge ruter djeluje kao most. Matter uređaji preko Wi-Fi/Etherneta također se mogu samostalno povezati na internet, nudeći prednosti (udaljeni pristup, ažuriranja), ali i potencijalne sigurnosne rizike ako proizvođač ne riješi te probleme.

Elementi Matter mreže: čvorišta, ruteri, uređaji i još mnogo toga

Instalacija zasnovana na Matteriji nije samo o „stavljanju novih sijalica“. U tipičnoj Matter mreži možemo razlikovati nekoliko dobro definirane funkcije uređaja koje međusobno sarađuju:

Prvi je Čvorište ili kontroler materijeTo je mozak mreže, centralna tačka koja koordinira, pušta u rad (registruje) i upravlja uređajima. Potreban vam je barem jedan Matter kontroler da bi sistem radio, iako možete koristiti nekoliko odjednom zahvaljujući višestrukom upravljanju.

Ovo čvorište ne mora biti posebna "kutija". Mnogi pametni zvučnici, ekrani s asistentima ili moderni kućni ruteri Oni već uključuju funkcije kontrolera materije, a ponekad i funkcije Border Router Thread. Na primjer, određeni modeli Google Nest Hub, Nest Mini, Amazon Echo zvučnici, Apple TV 4K, Moderni HomePod, Samsung SmartThings Hub ili Homey Pro Oni mogu djelovati kao kontrolni centar.

Drugo, nalazimo Tema o rubnim/graničnim ruterimaTo su uređaji koji "komuniciraju" i sa LAN (Wi-Fi ili Ethernet) i sa Thread mrežama i odgovorni su za prevođenje prometa između njih. Često, sam Matter hub djeluje i kao granični ruter, ali to nije obavezno: na primjer, možete imati Wi-Fi ruter koji djeluje kao Thread ruter i zaseban Matter hub.

Onda su tu Uređaji Matter preko LAN-aOvo su proizvodi koji se povezuju putem Wi-Fi-ja ili Etherneta i razumiju Matter protokol. Oni ne ponavljaju Thread signale i također mogu održavati veze s proizvođačevim oblakom. Tipičan primjer bi bio Philips Hue most koji se integrira s Matter-om kao LAN uređaj, ali istovremeno nastavlja komunicirati putem Zigbee-a s internim sijalicama i Philips serverima.

Konačno, imamo Proširivači mreže niti i uređaji za kraj nitiProduživači (utikači, lampe ili moduli napajani iz mreže) ponašaju se kao mrežni čvorovi koji ponavljaju promet niti, dok su krajnji uređaji obično uređaji napajani baterijama (senzori pokreta, kontakti na vratima, mali daljinski upravljači) koji samo šalju/primaju podatke kako bi maksimizirali autonomiju.

Šta je Matter kontroler ili hub i zašto vam je potreban?

Iako se neki Matter uređaji zasnovani na Wi-Fi-ju mogu direktno povezati na mrežu i biti detektovani od strane aplikacija, Velika većina praktičnih instalacija zahtijeva Matter kontroler ili hub.Ovaj kontroler održava mrežnu logiku, pohranjuje kriptografske ključeve i pruža pristup interfejsima tako da možete upravljati svojim domom s mobilnog telefona ili glasom.

U praksi, Matter hub je obično pametni zvučnik, ruter ili kontrolna kutija sa kompatibilnim softverom. Ovo omogućava lokalni rad čak i bez internet veze, što je ključno za brzo paljenje svjetala i reagovanje scena čak i ako proizvođačeva usluga u oblaku prestane raditi.

Nadalje, mnogi moderni hubovi ne samo da govore Matter jezikom, već integriraju nekoliko protokola u jedan uređaj, kombinirajući ih... Materija, Zigbee, Z-Wave, infracrveno, 433 MHz, Wi-Fi, Bluetooth i ThreadJasan primjer je Homey Pro, koji djeluje kao Matter hub i istovremeno može ujediniti uređaje koji koriste vrlo različite tehnologije u jedan sistem.

Zahvaljujući funkciji višestruka administracija Zahvaljujući standardu, možete imati više Matter kontrolera na istoj mreži. Ovo vam omogućava da kontrolišete iste uređaje, na primjer, iz Google Homea, Apple Homea i Alexe, bez potrebe da ih svaki put odvajate i ponovo uparujete. Uprkos tome, preporučuje se da odaberete "glavno" čvorište za automatizaciju kako biste izbjegli zbunjenost pokušavajući da shvatite ko šta kontroliše.

Čvorište je također ključno za aspekte kao što su ažuriranja firmvera za neke uređaje, opcionalna povezivost s oblakom i izlaganje naprednih podataka (energija, historije, automatizirani tokovi rada). Neki proizvođači i dalje zahtijevaju korištenje vlastitog mosta za ažuriranje dodatne opreme, čak i ako se ta dodatna oprema kasnije izlaže kao Matter, što je donekle protivno duhu standarda, ali je trenutna realnost.

Prednosti Mattera u poređenju s drugim standardima kućne automatizacije

Privlačnost Mattera ne dolazi isključivo od marketinga velikih brendova, već od nekoliko njih. tehničke prednosti i prednosti korisničkog iskustva koji nastoje riješiti stvarne probleme današnjeg pametnog doma.

Prva velika prednost je interoperabilnost između brendova i ekosistemaTeoretski, ako nešto ima Matter logo, trebalo bi da radi sa bilo kojim certificiranim kontrolerom: Google Home, Alexa, Apple Home, SmartThings, Homey, itd. Ovo uveliko smanjuje klasičnu glavobolju "da li je kompatibilno sa...?" svaki put kada kupite novi gadget.

Drugo, materija Radi lokalno preko IP-abez nužnog oslanjanja na oblak. To znači nižu latenciju, veću pouzdanost i povećanu otpornost na prekide interneta: vaša svjetla se brže pale, senzori brže reaguju, a automatizacija nastavlja funkcionirati čak i ako se vanjska veza prekine.

Treće, standard stavlja snažan naglasak na Sigurnost po dizajnu i nulto povjerenjeUređaji Matter koriste modernu enkripciju (kao što je AES) i robusne mehanizme autentifikacije i autorizacije. Samo autentificirani uređaji mogu se pridružiti mreži i razumjeti naredbe, smanjujući površinu napada protiv upada tipičnih za nepažljiv IoT.

Još jedan vrhunac je objedinjeno i pojednostavljeno iskustvo podešavanjaProces registracije pomoću QR koda ili 11-cifrenog numeričkog koda vrlo je sličan u svim ekosistemima, što smanjuje krivulju učenja i trenje prilikom instaliranja novih uređaja. Više ne morate koristiti posebnu aplikaciju za svaki brend, kao što je to bio slučaj prije.

Konačno, oslanjajući se na Tema za uređaje male snageMaterija nasljeđuje sposobnost stvaranja energetski visoko efikasnih mreža. Uređaji s nitima većinu vremena provode u stanju pripravnosti, trošeći vrlo malo energije, ali su u stanju brzo reagirati kada je potrebno, što rezultira znatno dužim vijekom trajanja baterije.

Trenutna ograničenja i izazovi standarda Matter

Iako Matter izgleda veoma dobro, Nije čarobni štapić koji rješava sve u kućnoj automatizaciji.Trenutno, standard ima nekoliko ograničenja i izazova koje treba razumjeti prije nego što se krene s potpunom renovacijom doma.

Za početak, Ekosistem uređaja Matter je još uvijek relativno mali. u poređenju sa ogromnim brojem vlasničkih Zigbee, Z-Wave ili Wi-Fi proizvoda koji su već na tržištu. Verzija 1.0 standarda, objavljena u oktobru 2022. godine, pokrivala je samo ograničen broj kategorija.

Među vrstama uređaja koji su inicijalno podržani nalazimo sijalice, prekidači i kontroleri rasvjete, utikači i utičnice, brave, termostati i kontroleri klime, roletne i zavjese, sigurnosni senzori (pokret, kontakt, dim, CO), kontroleri garažnih vrata, bežične pristupne tačke, mostovi, televizori i uređaji za reprodukciju video zapisa.

Ova lista je veoma dobra, ali ipak izostavlja Mnogi popularni proizvodi kao što su sigurnosne kamere, kompletni audio sistemi, zvučnici za više prostorija ili robotski usisivačiKasnije verzije standarda (Matter 1.3, 1.4.1, 1.5, itd.) proširuju kompatibilnost kako bi uključile kamere, naprednije brave, tende, pametno navodnjavanje i drugu opremu, ali stvarno raspoređivanje uvijek kasni za papirologijom.

Još jedna prepreka je to što Ne integrišu svi brendovi Matter direktno u finalni uređaj.Neki proizvođači, poput IKEA Home Smart ili Philips Hue, i dalje koriste Zigbee u svojim sijalicama i dodaju Matter kompatibilnost putem Zigbee-Matter mosta. To znači da vam je i dalje potreban vlastiti hub brenda, iako barem tada možete sve kontrolirati iz zajedničkog ekosistema.

Svemu tome se dodaje i faktor cijene: mnogi noviji Matter uređaji Koriste modernije čipove i obično su nešto skuplji. nego njihovi ekvivalenti zasnovani na Zigbee-u ili vlasnički ekvivalenti. Vremenom bi trebali postati jeftiniji, ali kratkoročno gledano, ova razlika se mora uzeti u obzir.

Matter, Zigbee, Z-Wave i drugi standardi: koegzistencija i mostovi

Često pitanje je da li, s dolaskom Materije, Moraš baciti sve što već imaš u Zigbee, Z-Wave, 433 MHz ili drugim protokolima. Odgovor je jasan: ne. U godinama koje dolaze, živjet ćemo u scenariju koegzistencije tehnologija.

Zigbee i Z-Wave ostaju široko korišteni standardi u rasvjeti, senzorima i ugradbenim modulimaImaju ogroman ekosistem uređaja, rade lokalno, a u mnogim slučajevima su čak i pristupačniji. U stvari, mnogi brendovi su najavili da će ih nastaviti koristiti interno i da će predstaviti integraciju s Matterom putem kompatibilnih čvorišta ili mostova.

To je slučaj Philips Hue ili IKEA Home SmartOvi uređaji zahtijevaju Zigbee most za komunikaciju sa sijalicama, ali se mogu povezati s Matter ekosistemom putem tog čvorišta. Drugim riječima, korisnik vidi Matter dodatak i njime upravlja kao takvim, ali ispod haube se i dalje nalazi tradicionalna Zigbee mreža.

I druge tehnologije koegzistiraju, kao što su RF 433 MHz za jednostavne daljinske upravljače, infracrveni za televizore i klima uređaje ili vlasničke API-je. U ovom scenariju, univerzalni hubovi koji kombinuju Matter sa Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi, IR i drugim radio uređajima postaju svojevrsno "ljepilo" koje sve ujedinjuje u jedan sistem.

U srednjoročnom periodu, razumno je pretpostaviti da Materija će biti prevladavajući standard. Ovo se posebno odnosi na nove pametne kućne proizvode, posebno one namijenjene masovnom tržištu. Međutim, stariji uređaji će nastaviti funkcionirati još dugi niz godina, te će i dalje imati smisla ulagati u rješenja koja su fleksibilna i istovremeno integriraju više tehnologija.

Kompatibilnost i vrste dostupnih Matter uređaja

Prilikom kupovine, najlakši način da saznate da li proizvod odgovara vašem projektu je Potražite logo Matter na kutiji ili na online oglasu.Ako jasno piše „Works with Matter“ ili „Compatible with Matter“, to znači da je proizvođač prošao proces CSA certifikacije i da uređaj ispunjava zahtjeve standarda.

Među Najčešće kategorije proizvoda Matter To uključuje LED sijalice i trake, pametne utičnice, senzore za vrata i pokrete, termostate, brave, osvježivače zraka, pročišćivače, kamere (u najnovijim verzijama standarda), robote, zvona na vratima, hubove, rutere, televizore, streaming playere i još mnogo toga.

Marke za težinu poput Signify (Philips Hue, WiZ), Bosch Smart Home, Apple, Google, Amazon, Samsung ili LG Rade na tome da veliki dio svojih trenutnih ili budućih kataloga učine nadogradivim ili kompatibilnim s Matterom, bilo izvorno ili putem mostova.

To naravno morate upamtiti Matter je na tržištu tek kratko vrijeme.Ako kupite stariji model sijalice, termostata ili utikača, on možda nema podršku za Matter i može se oslanjati isključivo na vlastiti standard (Zigbee, Z-Wave, vlasnički Wi-Fi, itd.). Uvijek je dobra ideja provjeriti specifikacije i, ako kupujete online, koristiti funkciju pretraživanja na stranici proizvoda kako biste pronašli riječ "Matter".

U nekim slučajevima, čak i kada je proizvod označen kao „kompatibilan s materijom“, Možda će vam i dalje trebati proizvođačev centar Za određene napredne funkcije, kao što su ažuriranja firmvera ili specifične funkcije koje još nisu uključene u standard. Industrija ponovo napreduje, ali prelaz nije trenutan.

Sigurnost, "Matter code" i privatnost u pametnom domu

Kada govorimo o "materijalnom kodu", ne mislimo na programski kod jezika, već na specifikacije i tehnički zahtjevi koje svaki uređaj mora ispunjavati kako bi bili certificirani. U tom okviru, sigurnost je jedan od osnovnih stubova.

Materija koristi end-to-end enkripcija i jaka autentifikacija Ovo se odnosi i na početni proces podešavanja i na kontinuiranu komunikaciju između uređaja i kontrolera. Samo ovlašteni uređaji mogu se pridružiti kućnoj mreži, a svaki uređaj ima jedinstvene akreditive koji se provjeravaju tokom puštanja u rad.

Ovaj pristup od Sigurnost po dizajnu i nulto povjerenje To znači da se uređaji prave pretpostavljajući da bi mogli biti u nesigurnim okruženjima, te su stoga ojačani slojevi autentifikacije, enkripcije i upravljanja ključevima. Za krajnjeg korisnika, ovo se prevodi u manji rizik prilikom otvaranja svog doma za IoT, pod uslovom da proizvođač ne ugrozi ove najbolje prakse lošim implementacijama.

Nadalje, budući da je usmjeren na lokalne operacije, Matter smanjuje potrebu za direktnim izlaganjem svakog uređaja internetuU slučaju Thread-a, krajnji uređaji nemaju čak ni vanjsku IP povezivost: sva njihova komunikacija prolazi kroz Border Router i kontroler, koji mogu filtrirati i ograničavati površina izloženosti i privatnost.

Međutim, Matter uređaji zasnovani na LAN mreži (Wi-Fi/Ethernet) mogu se povezati s oblakom ako proizvođač to želi, dodajući sloj funkcionalnosti (daljinsko upravljanje, prilagođene integracije), ali i potencijalne implikacije na privatnost. Ovdje do izražaja dolazi odabir pouzdanih brendova i pažljiv pregled dozvola i pristupa koje dajete njihovim aplikacijama.

Kako započeti s Matterom kod kuće: zahtjevi i osnovni koraci

Postavljanje pametnog doma zasnovanog na Matteru ne mora biti komplicirano, ali je preporučljivo slijediti minimalni mentalni okvir kako bi se izbjeglo ludilo Kupovina uređaja nasumično. Prije svega, morate se uvjeriti da ispunjavate neke tehničke zahtjeve.

Ključno je imati barem jedan kontroler ili hub kompatibilan s Matter-omTo može biti Google Nest Hub (različite generacije), Nest Mini, Apple TV 4K, bilo koji moderni HomePod, Amazon Echo zvučnik treće generacije ili noviji, noviji Samsung SmartThings hub ili naprednija rješenja poput Homey Pro.

Ako planirate koristiti dodatke male snage zasnovane na nitima (senzori, brave, mali daljinski upravljači), važno je imati i Glodalica za rubove navojakoji je u mnogim slučajevima integriran u iste ranije spomenute hubove. Bez ove komponente, Thread uređaji neće moći komunicirati s glavnom mrežom.

Drugi zahtjev je da Vaša Wi-Fi mreža podržava IPv6Ovo je nešto što nude gotovo svi moderni ruteri, iako je ponekad onemogućeno i potrebno ga je omogućiti u postavkama. Također će vam trebati pametni telefon s aplikacijom za ekosistem s kojim želite započeti: Google Home, Apple Home, Amazon Alexa, SmartThings, Homey itd.

Proces registracije uređaja, poznat kao puštanje u radZnatno je pojednostavljeno zahvaljujući korištenju QR koda ili Matter numeričkog koda. Obično uključite novi uređaj, otvorite aplikaciju ekosistema, odaberete "Dodaj uređaj" ili nešto slično, usmjerite kameru prema QR kodu na kutiji ili samom uređaju, a vaš telefon koristi Bluetooth Low Energy za uspostavljanje sigurne početne veze.

Zatim slijedite upute asistenta aplikacije Odaberite mrežu (Wi-Fi ili Thread), dodijelite sobu i dajte joj ime („Svjetlo u dnevnoj sobi“, „Senzor za vrata“ itd.) i, u mnogim slučajevima, povežite ga i s drugim Matter ekosistemima ako želite koristiti višestruku administraciju. Ako skeniranje QR koda ne uspije, uvijek postoji mogućnost ručnog unosa priloženog 11-cifrenog numeričkog koda.

Nekoliko praktičnih savjeta: uvijek imajte Firmver i mobilne aplikacije Matter Huba su ažurirane.Zato što su poboljšanja kompatibilnosti i stabilnosti u toku. A ako nešto ima problema s povezivanjem, isključivanjem i ponovnim uključivanjem ili čak vraćanjem uređaja i upravljačkog programa na tvorničke postavke, to obično rješava većinu problema s puštanjem u rad.

S obzirom na ogromnu podršku tehnoloških giganata, čvrstu tehničku osnovu i mogućnost objedinjavanja sijalica, senzora, brava, televizora, čvorišta i rutera različitih proizvođača u jednom jeziku, Materija se očigledno pojavljuje kao standard namijenjen pojednostavljenju kućne automatizacije.Iako za sada koegzistira sa Zigbee, Z-Wave i drugim protokolima i zahtijeva kombinovanje mostova, čvorišta i rubnih rutera kako bi se izvuklo maksimum iz njega u zaista pametnom i fleksibilnom domu.