今日お話しするトピックはスマートホームに関連したものです。
スマートホームに関しては、誰もがよく知っているはずです。モノのインターネットの概念が生まれたばかりの今世紀初頭には、最も重要な応用分野はスマート ホームでした。
長年にわたり、デジタル技術の継続的な発展に伴い、ますます多くの家庭用スマート ハードウェアが発明されてきました。これらのハードウェアは家族の生活に大きな利便性をもたらし、生活の楽しみも増やします。
スマートホーム
しかし、スマートホームデバイスを利用すると、こんな問題に遭遇したことがあるはず――。
Aメーカーの携帯電話を使用していて、Aメーカーのスマートホームプラットフォームアプリがインストールされているとします。このとき、メーカー B は、あなたがとても気に入っているスマート ホーム製品をリリースしました。しかし、Aメーカーのアプリではそれを管理する方法がありません。購入して使用したい場合は、メーカー B の別のアプリをインストールする必要があります。
もちろん、Cメーカーの製品にこだわると、Cメーカーのアプリをインストールしなければならないことになりますが…。
時間が経つにつれて、あなたの携帯電話にはたくさんのアプリが入ってくるでしょう。
はい、これはスマートホーム業界を長い間悩ませてきた生態学的障壁の問題です。
実際、IoT テクノロジーの開発は常に断片化を特徴としています。さまざまなアプリケーション シナリオが、さまざまな特性を持つ IoT テクノロジーに適合します。広い帯域幅を必要とするもの、低消費電力を必要とするもの、安定性を重視するもの、コストを非常に重視するものもあります。
これにより、2/3/4/5G、NB-IoT、eMTC、LoRa、SigFox、Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、Thread などのさまざまな基盤となる通信テクノロジが混在して使用されるようになりました。
スマート ホームは典型的な LAN シナリオであり、主に Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、Thread などの短距離通信テクノロジに基づいており、さまざまなタイプと相互使用があります。
さらに、スマート ホームは非専門ユーザーを対象としているため、メーカーは多くの場合、ユーザー エクスペリエンスを確保するために独自のプラットフォームと UI インターフェイスを構築し、独自のアプリケーション層プロトコルを採用しています。こうして現在の「生態圏戦争」が形成された。
エコロジーの壁は、ユーザーにトラブルが絶えないだけでなく、メーカーや開発者にも多大な迷惑をもたらします。同じ製品を発売するためには、異なるエコロジーに合わせて開発する必要があり、作業量とコストが大幅に増加します。
生態学的障壁の問題がスマートホームの長期的な開発を大きく制限しているからこそ、業界はこの問題の解決策を見つけることに専念し始めています。
█ マタープロトコルの誕生
2019 年 12 月、Google と Apple は Zigbee Alliance に参加し、Amazon、世界中の 200 社以上、数千人の専門家と協力して、新しいアプリケーション層プロトコルである Project CHIP (Connected Home over IP) プロトコルを共同で推進しました。
名前からわかるように、CHIP は IP プロトコルに基づいた家庭内相互接続です。この契約の目的は、デバイスの互換性を高め、製品開発を簡素化し、ユーザーエクスペリエンスを向上させ、業界の発展を促進することです。
CHIPワーキンググループの誕生後、当初は2020年に規格をリリースし、2021年に製品を発売する予定だった。しかし、さまざまな理由により、この計画は実現しませんでした。
2021 年 5 月、Zigbee Alliance はその名前をCSA (Connectivity Standards Alliance、接続標準同盟) に変更しました。同時に、CHIP プロジェクトの名前もMatter (中国語で「状況、出来事、事柄」を意味する) に変更されました。
多くのメンバーが Zigbee への参加に消極的だったため、この同盟は名前を変更しました。そして、CHIP が Matter に変更されたのは、おそらく CHIP という言葉があまりにも有名で (本来の意味は「チップ」です)、非常にクラッシュしやすいためです。
2022 年 10 月、CSA はついに Matter 標準プロトコルのバージョン 1.0 を正式にリリースしました。少し前の 2023 年 5 月 18 日には、Matter バージョン 1.1 もリリースされました。
CSA アライアンスのメンバーは、開始者、参加者、採用者の 3 つのレベルに分かれています。スポンサーは最高レベルの組織であり、協定の草案作成に最初に参加する組織であり、アライアンスの取締役会のメンバーとしてアライアンスの指導と決定にある程度参加します。
イニシエーターユニットの一部
Google と Apple は、イニシエーターの代表として、Matter の初期仕様に多大な貢献をしました。
Google は独自のスマート ホームの既存のネットワーク層とアプリケーション プロトコル Weave (標準認証メカニズムとデバイス操作コマンドのセット) を提供し、Apple は HAP Security (エンドツーエンド通信とローカル エリア ネットワーク制御のため、強力なプライバシーとセキュリティを確保するため) を提供しました。安全）。
公式ウェブサイトの最新データによると、CSA アライアンスのイニシエーターは 29 社、参加者は 282 名、アダプターは 238 名です。
大手企業のリーダーシップの下、業界企業は Matter の知的財産権を積極的に輸出しており、統一されたシームレスな相互接続エコシステムの構築に取り組んでいます。
█ Matterのプロトコルアーキテクチャ
長い間話し合った後、Matter プロトコルをどのように理解すればよいでしょうか? Wi-Fi、Bluetooth、Thread、Zigbee との関係は何ですか?
心配しないで、まず写真を見てみましょう。
これはプロトコルのアーキテクチャ図です。Wi-Fi、スレッド、Bluetooth (BLE)、およびイーサネット (イーサネット) は基礎となるプロトコル (物理層とデータリンク層) に属し、最下層は IP プロトコルを含むネットワーク層、上位層はトランスポート層です、TCP プロトコルと UDP プロトコルを含み、前述した Matter プロトコルはアプリケーション層プロトコルに属します。
基礎となるプロトコルに加えて、Bluetooth と Zigbee には専用のネットワーク層、トランスポート層、およびアプリケーション層もあります。
したがって、Matter、Zigbee、および Bluetooth は相互に排他的なプロトコルです。現在、Matter でサポートされている基盤となるプロトコルは、Wi-Fi、Thread、および Ethernet のみです。
プロトコル アーキテクチャに加えて、Matter プロトコルの設計コンセプトがオープンであることも知っておく必要があります。
これは、さまざまなアプリケーション シナリオやニーズに合わせて誰でも表示、使用、変更できるオープン ソース プロトコルであり、透明性と信頼性の高い技術的利点をもたらします。
Matter プロトコルのセキュリティも大きなセールスポイントです。最新の暗号化技術を使用し、エンドツーエンドの暗号化に対応しているため、ユーザーの通信内容が盗まれたり改ざんされたりすることはありません。
█ Matterのネットワークモード
次に、Matter の実際のネットワークを見てみましょう。または、写真を通して次のことを説明します。
図にあるように、Matter は TCP/IP をベースとしたプロトコルであるため、TCP/IP のネットワークとは何か、Matter のネットワークとは何か。
Matter プロトコルをサポートする Wi-Fi およびイーサネット デバイスは、ワイヤレス ルーターに直接接続できます。Matter プロトコルをサポートする Thread デバイスは、Border Router を介して Wi-Fi などの IP ベースのネットワークと相互接続することもできます。
Zigbee や Bluetooth デバイスなど、Matter プロトコルをサポートしていないデバイスの場合は、ブリッジ デバイス (Matter Bridge/Gateway) に接続し、プロトコル変換を実行して、無線ルーターに接続できます。
█ 業界における問題の進歩
Matter はスマートホーム技術の開発トレンドを表しています。そのため、設立以来、幅広い注目と熱狂的な支持を受けてきました。
業界は Matter の開発の見通しについて非常に楽観的です。市場調査会社 ABI Research の最新レポートによると、2022 年から 2030 年にかけて、ワイヤレス接続されたスマート ホーム デバイスが 200 億台以上世界中で販売され、デバイス タイプの大部分が Matter 仕様を満たすことになります。
画像提供: ABI Research
Matter は現在、認証メカニズムを使用しています。メーカーが開発したハードウェアは、Matter 認証を取得し、Matter ロゴの使用を許可するために、CSA Alliance の認証プロセスに合格する必要があります。
CSA によると、Matter 仕様は、コントロール パネル、ドア ロック、照明、ソケット、スイッチ、センサー、サーモスタット、ファン、空調コントローラー、ブラインド、メディア デバイスなど、さまざまな種類のデバイスに適用され、システムのほぼすべての側面をカバーします。スマートホームのあらゆるシーン。
Matterがサポートする端末デバイスの種類（CSA公式Webサイトより）
業界の観点から見ると、業界の多くのメーカーが Matter 認証に合格し、徐々に市場に参入しています。チップやモジュールのメーカーに関して言えば、Matter に対する支持は比較的強いです。
国内の大手モジュール企業であるQuectelは、CSA参加者レベルのメンバーとして、Matterのアプリケーション層に関連する貢献をしており、FC41DやFCM100D、FLM040Dなど、MatterプロトコルをサポートするさまざまなWi-Fiモジュールも発売しています。 FLM140Dなどのシリーズ製品もございます。
モジュール、APP、プラットフォーム、認証、生産に基づくワンストップの Matter ソリューションにより、顧客の Matter デバイスの R&D アクセスしきい値を迅速に下げ、製品の発売サイクルを短縮できます。
Matter はまだ初期段階にあり、合意全体がある程度の技術的および協力的な複雑さを伴うことを考慮し、Quectel は発売する Matter モジュール製品において「シンプルな操作、信頼性、安全性」をより重視しています。
照明および電気工学アプリケーションを例に挙げると、Quectel は Matter モジュールによって開発されたアプリケーション層ファームウェアに基づいており、多くの非常に実用的な機能を実現できます。
Quectel ソリューションは、デバイスの構成、制御、共有を行うために Matter 標準を満たす APP をサポートし、顧客が OEM APP を通じて独自の APP システムを確立することをサポートします。同社が提供する「端末＋接続＋プラットフォーム＋アプリケーション」のワンストップエンドツーエンドソリューションは、顧客が便利かつ効率的かつ迅速に接続し、より多くのIoTシーンのアプリケーションを実現できるよう支援する。
Quectel は、顧客が 2 次元コードのレーザー彫刻、機能の自動化テスト、機器の経年劣化テストなどの一連のタスクを実現できるよう支援する、生産ライン変革ソリューションの完全なセットも提供できることは言及する価値があります。
█ エピローグ
上位層プロトコルとしての Matter の最大の役割は、さまざまなデバイスやエコシステム間の障壁を打ち破ることです。マターに対する見方は人によって異なり、マターを救世主とみなす人もいれば、きれいな流れとみなす人もいます。
現時点では、Matter プロトコルはまだ市場参入の初期段階にあり、多かれ少なかれ、既存の機器の高コストや長い更新サイクルなど、いくつかの問題や課題に直面しています。
いずれにせよ、これは長年鈍感だったスマートホーム技術のシステムにとって衝撃だ。古いシステムがテクノロジーの開発を制限し、ユーザーエクスペリエンスを制限するのであれば、Matterのようなテクノロジーが立ち上がって大きな責任を負う必要があります。
Matter が成功するかどうか、私たちには結論を出す方法がありません。しかし、デジタル テクノロジーで家族生活を強化し、ユーザーのデジタル ライフ エクスペリエンスを継続的に向上させることは、スマート ホーム業界全体のビジョンであり、すべての業界企業と実務者の責任です。
スマートホームができるだけ早くすべての技術的な束縛を打ち破り、本当にすべての家庭に普及することを願っています。
