Matter: стандард који обједињује кућну аутоматизацију

Ако сте заинтересовани за кућну аутоматизацију и ваша кућа је пуна паметних уређаја, вероватно сте се више пута борили са њима. Различите апликације, некомпатибилни чворишта и чудни стандарди које не комуницирају једне са другима. Сијалице које раде само са једним брендом, сензори који зависе од сопственог моста, звучници који се не разумеју... мало је то хаос.

У овом контексту се чини Материја као велики заједнички стандард за паметни дом. То није нови систем кућне аутоматизације у традиционалном смислу, већ заједнички језик који омогућава уређајима веома различитих произвођача да међусобно комуницирају локално, безбедно и без бриге о томе да ли је „компатибилан са Алексом“ или „ради са HomeKit-ом“.

Шта је материја у кућној аутоматизацији и ко стоји иза тога

Matter је отворени стандард повезивања за паметне кућне уређаје, коју води Савез за стандарде повезивања (CSA), раније познат као Zigbee Alliance. Овај савез окупља стотине компанија, укључујући и тешкаше попут Епл, Гугл, Амазон, Самсунг, Хуавеј, ИКЕА, Филипс (Сигнифај), Сомфи или Бош, између многих других.

За разлику од класичних система, Материја не тежи да буде „само још један екосистем“, већ заједнички протокол апликације о коме сви екосистеми могу да разговарајуВаша сијалица, ваш утикач или ваш термостат „говоре материју“, и захваљујући томе, могу се контролисати из Apple Home, Google Home, Alexa, SmartThings, Homey или других компатибилних контролера без потребе да бирате стране.

У пракси, ово чини Материју стандардни језик за кућну аутоматизацијуАко додатна опрема садржи ознаку „Works with Matter“ или „Compatible with Matter“, то значи да примењује исте међународно дефинисане наредбе и структуре унутар стандарда, са строгим захтевима за безбедност, шифровање и аутентификацију.

Важно је то схватити Материја није затворени систем паметне куће као такав. То је више „апликацијски слој“ који се налази преко IP мрежа које већ користите код куће (Wi-Fi, Ethernet или Thread). Различити екосистеми (Google, Apple, Amazon, Samsung, Homey, итд.) користе Matter за контролу и координацију уређаја путем сопствених апликација и услуга, али сви комуницирају користећи исти заједнички језик.

Како Matter функционише: IP, Wi-Fi, Thread и Ethernet мреже

Веома честа заблуда је да је Matter „још један Zigbee“ или нова бежична технологија. У стварности, Matter је стандард апликацијског слоја који ради преко IPv6 протокола. на кућној мрежи. За пренос својих порука користи добро познате IP протоколе као што су UDP и TCP у транспортном слоју.

На основу тога, Matter уређаји могу користити различите основне мрежне технологије: Етернет (жичани), Wi-Fi (IEEE 802.11) и Thread (IEEE 802.15.4)Штавише, ослања се на Блуетоотх са ниском потрошњом енергије (БЛЕ) првенствено за почетну регистрацију или процес „пуштања у рад“, када упарујете нови уређај скенирањем QR кода или уносом нумеричког кода.

Ključ je u tome Мрежна технологија је јасно одвојена од апликацијског протокола.Zigbee и Z-Wave су фул стекови који комбинују физички, мрежни и апликацијски слој у један власнички или полувласнички стандард. Matter, с друге стране, једноставно дефинише како се уређаји описују, контролишу и обезбеђују, остављајући нижим слојевима да користе стандардне IP технологије.

Са становишта корисника, резултат је да Уређаји компаније Matter могу међусобно комуницирати без обзира на марку.Под условом да су део исте Matter мреже и да имају компатибилни контролер. Међутим, нису све комуникационе путање директне: уређаји који користе Thread су на другој мрежи од оних који користе Wi-Fi или Ethernet, и потребан је уређај који ће деловати као „мост“ између њих.

У овом контексту, тзв. рубни рутер или гранични рутер Threadкоји је одговоран за повезивање света Thread-а (мрежа мале потрошње енергије) са традиционалном локалном мрежом (Ethernet/Wi-Fi). Многи модерни чворишта и звучници који подржавају Matter такође укључују функцију Thread Border Router-а, што знатно поједностављује имплементацију.

Thread, Wi-Fi и mesh мрежа у Matter стандарду

Један од кључних састојака екосистема Материје је Thread, бежична мрежна технологија Дизајниран за уређаје мале потрошње енергије и мале латенције, идеалан за сензоре, браве, мале актуаторе, једноставне утикаче или ефикасно напајане сијалице.

Thread је инспирисан Zigbee-ом и користи топологија мрежеНеколико чворова са напајањем (обично уређаји прикључени на електричну мрежу) делују као рутери који понављају сигнале и аутоматски проширују покривеност. Стога, што више Thread уређаја додате, мрежа постаје робуснија и пространијапобољшање покривености у целом дому.

У овом оквиру разликујемо два главна типа Thread уређаја унутар Matter-а: екстендери или рутери мрежне мреже (електрични уређаји који понављају сигнале) и крајњи уређаји (на пример, сензори на батерије) који не прослеђују саобраћај, већ само шаљу или примају податке ради уштеде енергије батерије.

С друге стране, многи производи компаније Matter једноставно користе Wi-Fi или Ethernet и нису део ниједне Thread мреже. Ови уређаји могу бити сијалице, утикачи, телевизори, стриминг плејери, чворишта, Wi-Fi рутери итд. Они су део локалне мреже (LAN) и обично имају већи пропусни опсег, али и већу потрошњу енергије од Thread уређаја.

Треба имати на уму да Нису сви комуникациони слојеви аутоматски компатибилни једни са другимаLAN (Ethernet/Wi-Fi) и Thread су различите мреже, па је стога потребно да Thread edge рутер делује као мост. Matter уређаји преко Wi-Fi/Ethernet мреже такође могу независно да се повежу на интернет, нудећи предности (даљински приступ, ажурирања), али и потенцијалне безбедносне ризике ако произвођач не обрати пажњу на њих.

Елементи Matter мреже: чворишта, рутери, уређаји и још много тога

Инсталација заснована на Материји није само о „стављању нових сијалица“. У типичној мрежи Материје можемо разликовати неколико добро дефинисане функције уређаја које сарађују једни са другима:

Прво је Чвориште или контролер материјеТо је мозак мреже, централна тачка која координира, пушта у рад (региструје) и управља уређајима. Потребан вам је барем један Matter контролер да би систем радио, мада можете користити неколико истовремено захваљујући вишеструком управљању.

Ово чвориште не мора бити посебна „кутија“. Много паметних звучника, екрана са асистентима или модерних кућних рутера Они већ укључују функције контролера материје, а понекад и функције нити граничног рутера. На пример, одређени модели Google Nest Hub, Nest Mini, Amazon Echo звучници, Apple TV 4K, Модерни ХоумПод, Samsung SmartThings Hub или Homey Pro Они могу деловати као контролни центар.

Друго, налазимо Тема о edge/border рутеримаТо су уређаји који „комуницирају“ и са LAN (Wi-Fi или Ethernet) и са Thread мрежама и одговорни су за превођење саобраћаја између њих. Често, сам Matter хаб такође делује као гранични рутер, али то није обавезно: на пример, можете имати Wi-Fi рутер који делује као Thread рутер и одвојени Matter хаб.

Онда су ту Матер уређаји преко ЛАН мрежеТо су производи који се повезују путем Wi-Fi или Ethernet мреже и разумеју Matter протокол. Они не понављају Thread сигнале и такође могу да одржавају везе са произвођачевим облаком. Типичан пример би био Philips Hue мост који се интегрише са Matter-ом као LAN уређај, али истовремено наставља да комуницира путем Zigbee-а са интерним сијалицама и Philips серверима.

Коначно, имамо Проширивачи мреже нити и уређаји за завршетак нитиЕкстендери (утикачи, лампе или модули напајани из мреже) понашају се као мрежни чворови који понављају саобраћај нити, док су крајњи уређаји обично уређаји на батерије (сензори покрета, контакти на вратима, мали даљински управљачи) који само шаљу/примају податке како би максимизирали аутономију.

Шта је Matter контролер или хаб и зашто вам је потребан?

Иако се неки Matter уређаји засновани на Wi-Fi-ју могу директно повезати на мрежу и бити детектовани од стране апликација, Велика већина практичних инсталација захтева Matter контролер или чвориштеОвај контролер одржава мрежну логику, чува криптографске кључеве и открива интерфејсе тако да можете контролисати свој дом са мобилног телефона или гласом.

У пракси, чвориште Matter је обично паметни звучник, рутер или контролна кутија са компатибилним софтвером. Ово омогућава локални рад чак и без интернет конекције, што је кључно за брзо паљење светла и реакцију сцена чак и ако произвођачева услуга у облаку престане да ради.

Штавише, многи модерни хабови не само да говоре Matter језиком, већ интегришу неколико протокола у један уређај, комбинујући их... Материја, Зигби, З-Вејв, инфрацрвени, 433 MHz, Ви-Фи, Блутут и нитЈасан пример је Homey Pro, који делује као Matter хаб и, истовремено, може да обједини уређаје који користе веома различите технологије у један систем.

Захваљујући функцији вишеструка администрација Захваљујући стандарду, можете имати више Matter контролера на истој мрежи. Ово вам омогућава да контролишете исте уређаје са Google Home-а, Apple Home-а и Alexa-е, на пример, без потребе да их сваки пут раскидате и поново упарујете. Упркос томе, препоручује се да изаберете „главно“ чвориште за аутоматизацију како бисте избегли забуну покушавајући да схватите ко шта контролише.

Чвориште је такође кључно за аспекте као што су ажурирања фирмвера за неке уређаје, опционална повезаност са облаком и излагање напредних података (енергија, историја, токови рада аутоматизације). Неки произвођачи и даље захтевају употребу сопственог моста за ажурирање додатне опреме, чак и ако се та додатна опрема касније изложи као Matter, што је донекле супротно духу стандарда, али је тренутна реалност.

Предности компаније Matter у поређењу са другим стандардима кућне аутоматизације

Привлачност компаније Matter не долази само од маркетинга великих брендова, већ од неколико њих. техничке предности и предности корисничког искуства који настоје да реше стварне проблеме данашњег паметног дома.

Прва велика предност је интероперабилност између брендова и екосистемаТеоретски, ако нешто има Matter лого, требало би да ради са било којим сертификованим контролером: Google Home, Alexa, Apple Home, SmartThings, Homey, итд. Ово значајно смањује класичну главобољу „да ли је компатибилно са...?“ сваки пут када купите нови гаџет.

Друго, материја Ради локално преко ИП-абез нужног ослањања на облак. То значи мање кашњење, већу поузданост и повећану отпорност на прекиде интернета: ваша светла се брже пале, сензори брже реагују, а аутоматизација наставља да функционише чак и ако се екстерна веза изгуби.

Треће, стандард ставља снажан нагласак на Безбедност по дизајну и нулто поверењеMatter уређаји користе модерно шифровање (као што је AES) и робусне механизме за аутентификацију и ауторизацију. Само аутентифицирани уређаји могу се придружити мрежи и разумети команде, смањујући површину напада против типичних упада од непажљивих IoT уређаја.

Још један врхунац је обједињено и поједностављено искуство подешавањаПроцес регистрације помоћу QR кода или 11-цифреног нумеричког кода је веома сличан у свим екосистемима, што смањује криву учења и трење приликом инсталирања нових уређаја. Више не морате да користите различиту апликацију за сваки бренд, као што је то био случај раније.

Коначно, ослањајући се на Тема за уређаје мале потрошње енергијеМатерија наслеђује способност стварања високо енергетски ефикасних мрежа. Уређаји са нитима проводе већину времена у режиму приправности, трошећи врло мало енергије, али су у стању да брзо реагују када је потребно, што резултира знатно дужим веком трајања батерије.

Тренутна ограничења и изазови стандарда Matter

Иако Матер изгледа веома добро, То није чаробни штапић који решава све у кућној аутоматизацији.Тренутно, стандард има неколико ограничења и изазова које треба разумети пре него што се започне комплетна реновација куће.

За почетак, Екосистем уређаја Matter је још увек релативно мали. у поређењу са огромним бројем власничких Zigbee, Z-Wave или Wi-Fi производа који су већ на тржишту. Верзија 1.0 стандарда, објављена у октобру 2022. године, покривала је само ограничен број категорија.

Међу типовима уређаја који су првобитно подржани налазимо сијалице, прекидачи и контролери осветљења, утикачи и утичнице, браве, термостати и контролери климе, ролетне и завесе, безбедносни сензори (покрет, контакт, дим, угљен-моноксид), контролери гаражних врата, бежичне приступне тачке, мостови, телевизори и плејери за стримовање видео записа.

Ова листа је веома добра, али ипак изоставља Многи популарни производи као што су безбедносне камере, комплетни аудио системи, звучници за више просторија или роботски усисивачиКасније верзије стандарда (Matter 1.3, 1.4.1, 1.5, итд.) проширују компатибилност тако да укључују камере, напредније браве, тенде, паметно наводњавање и другу опрему, али стварно распоређивање увек касни за папирологијом.

Још једна препрека је то што Нису сви брендови интегрисали Matter директно у финални уређај.Неки произвођачи, попут IKEA Home Smart или Philips Hue, и даље користе Zigbee у својим сијалицама и додају Matter компатибилност путем Zigbee-Matter моста. То значи да вам је и даље потребан сопствени хаб бренда, иако барем можете контролисати све из заједничког екосистема.

Свему томе се додаје и фактор цене: многи новији Matter уређаји Користе модерније чипове и обично су нешто скупљи. него њихови еквиваленти засновани на Zigbee-у или власнички еквиваленти. Временом би требало да постану јефтинији, али краткорочно гледано, ова разлика се мора узети у обзир.

Материја, Зигби, З-Вејв и други стандарди: коегзистенција и мостови

Уобичајено питање је да ли, са доласком Материје, Мораш да бациш све што већ имаш у Zigbee-у, Z-Wave-у, 433 MHz или другим протоколима. Одговор је јасан: не. У годинама које долазе, живећемо у сценарију коегзистирања технологија.

Зигби и З-Вејв остају широко коришћени стандарди у осветљењу, сензорима и уградним модулимаИмају огроман екосистем уређаја, раде локално и у многим случајевима су чак и приступачнији. У ствари, многи брендови су најавили да ће наставити да их користе интерно и да ће представити интеграцију са Matter-ом путем компатибилних чворишта или мостова.

То је случај Филипс Хју или ИКЕА Хоум СмартОвим уређајима је потребан Zigbee мост за комуникацију са сијалицама, али се могу повезати са Matter екосистемом преко тог чворишта. Другим речима, корисник види Matter додатак и контролише га као таквог, али испод хаубе се и даље налази традиционална Zigbee мрежа.

И друге технологије коегзистирају, као што су РФ 433 MHz за једноставне даљинске управљаче, инфрацрвени за телевизоре и клима уређаје или власничких API-ја. У овом сценарију, универзални чворишта која комбинују Matter са Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi, IR и другим радио уређајима постају нека врста „лека“ који све обједињује у један систем.

На средњи рок, разумно је претпоставити да Материја ће бити преовлађујући стандард. Ово посебно важи за нове производе паметних кућа, посебно оне намењене масовном тржишту. Међутим, старији уређаји ће наставити да функционишу још много година, и даље ће имати смисла улагати у решења која су флексибилна и интегришу више технологија истовремено.

Компатибилност и врсте доступних Matter уређаја

Приликом куповине, најлакши начин да сазнате да ли производ одговара вашем пројекту је Потражите лого Matter на кутији или на онлајн листингуАко јасно пише „Works with Matter“ или „Compatible with Matter“, то значи да је произвођач прошао кроз процес CSA сертификације и да уређај испуњава захтеве стандарда.

ентре las Најчешће категорије производа Matter То укључује ЛЕД сијалице и траке, паметне утикаче, сензоре за врата и покрет, термостате, браве, освеживаче ваздуха, пречистаче, камере (у најновијим верзијама стандарда), роботе, звона на вратима, чворишта, рутере, телевизоре, стриминг плејере и још много тога.

Брендови за тежину попут Сигнифај (Филипс Хуе, ВиЗ), Бош паметна кућа, Епл, Гугл, Амазон, Самсунг или ЛГ Они раде на томе да велики део својих тренутних или будућих каталога учине надоградивим или компатибилним са Matter-ом, било изворно или путем мостова.

То наравно морате да упамтите Материја је на тржишту тек кратко време.Ако купите старији модел сијалице, термостата или утикача, он можда нема подршку за Matter и може се ослањати искључиво на сопствени стандард (Zigbee, Z-Wave, власнички Wi-Fi итд.). Увек је добра идеја да проверите спецификације и, ако купујете онлајн, користите функцију претраге на страници производа да бисте пронашли реч „Matter“.

У неким случајевима, чак и када је производ означен као „компатибилан са материјом“, Можда ће вам и даље бити потребан произвођачев центар За одређене напредне функције, као што су ажурирања фирмвера или специфичне карактеристике које још нису укључене у стандард. Поново, индустрија напредује, али прелаз није тренутан.

Безбедност, „Matter code“ и приватност у паметном дому

Када говоримо о „материјском коду“, не мислимо на програмски код језика, већ на спецификације и технички захтеви које сваки уређај мора да испуни да би били сертификовани. У том оквиру, безбедност је један од основних стубова.

Материја користи енкрипција од краја до краја и јака аутентификација Ово се односи и на почетни процес подешавања и на текућу комуникацију између уређаја и контролера. Само овлашћени уређаји могу се придружити кућној мрежи, а сваки уређај има јединствене акредитиве који се проверавају током пуштања у рад.

Овај приступ ка Безбедност по дизајну и нулто поверење То значи да се уређаји праве претпостављајући да могу бити у небезбедним окружењима, и стога су слојеви аутентификације, шифровања и управљања кључевима ојачани. За крајњег корисника, ово се претвара у мањи ризик приликом отварања свог дома за IoT, под условом да произвођач не угрози ове најбоље праксе лошим имплементацијама.

Штавише, будући да је усмерен ка локалним операцијама, Материја смањује потребу за директним излагањем сваког уређаја интернетуУ случају Thread-а, крајњи уређаји чак немају ни спољашњу IP повезаност: сва њихова комуникација пролази кроз Border Router и контролер, који могу филтрирати и ограничити површина изложености и приватност.

Међутим, уређаји Matter засновани на локалној мрежи (Wi-Fi/Ethernet) могу се повезати са облаком ако произвођач то жели, додајући слој функционалности (даљинско управљање, прилагођене интеграције), али и потенцијалне импликације по приватност. Ту до изражаја долази избор поузданих брендова и пажљив преглед дозвола и приступа које додељујете њиховим апликацијама.

Како започети са Matter-ом код куће: захтеви и основни кораци

Постављање паметног дома заснованог на Matter-у не мора бити компликовано, али је препоручљиво пратити минимални ментални оквир да би се избегло лудило Куповина уређаја насумично. Пре свега, морате се уверити да испуњавате неке техничке захтеве.

Кључно је имати барем један контролер или чвориште компатибилно са Matter-омТо може бити Google Nest Hub (разних генерација), Nest Mini, Apple TV 4K, било који модерни HomePod, Amazon Echo звучник треће генерације или новији, новији Samsung SmartThings hub или напреднија решења попут Homey Pro-а.

Ако планирате да користите додатке мале потрошње енергије засноване на нитима (сензори, браве, мали даљински управљачи), такође је важно имати Глодалица за ивице навојакоји је у многим случајевима интегрисан у исте раније поменуте чворишта. Без ове компоненте, Thread уређаји неће моћи да комуницирају са главном мрежом.

Још један захтев је да Ваша Wi-Fi мрежа подржава IPv6Ово је нешто што нуде готово сви модерни рутери, иако је понекад онемогућено и потребно га је омогућити у подешавањима. Такође ће вам бити потребан паметни телефон са апликацијом за екосистем са којим желите да почнете: Google Home, Apple Home, Amazon Alexa, SmartThings, Homey итд.

Процес регистрације уређаја, познат као пуштање у радЗнатно је поједностављено захваљујући коришћењу QR кода или Matter нумеричког кода. Обично укључите нови уређај, отворите апликацију екосистема, изаберете „Додај уређај“ или нешто слично, усмерите камеру ка QR коду на кутији или самом уређају, а ваш телефон користи Bluetooth Low Energy да би успоставио безбедну почетну везу.

Затим пратите помоћника апликације да бисте Изаберите мрежу (Wi-Fi или Thread), доделите собу и дајте јој име („Светло у дневној соби“, „Сензор за врата“ итд.) и, у многим случајевима, повежите га са другим екосистемима Matter ако желите да користите вишеструку администрацију. Ако скенирање QR кода не успе, увек постоји могућност ручног уноса пратећег 11-цифреног нумеричког кода.

Неколико практичних савета: увек држите Фирмвер и мобилне апликације Matter hub-а су ажурирани.Зато што су побољшања компатибилности и стабилности у току. А ако нешто има проблема са повезивањем, искључивањем и поновним укључивањем или чак враћањем уређаја и драјвера на фабричка подешавања, то обично решава већину проблема са пуштањем у рад.

С обзиром на огромну подршку технолошких гиганата, солидну техничку основу и могућност обједињавања сијалица, сензора, брава, телевизора, чворишта и рутера различитих произвођача у једном језику, Материја се очигледно појављује као стандард предодређен за поједностављивање кућне аутоматизацијеИако за сада коегзистира са Zigbee, Z-Wave и другим протоколима и захтева комбиновање мостова, чворишта и edge рутера како би се извукао максимум из њега у заиста паметном и флексибилном дому.