Chủ đề chúng ta sẽ nói đến hôm nay liên quan đến nhà thông minh.
Khi nói đến nhà thông minh, không ai có thể xa lạ với chúng. Quay trở lại đầu thế kỷ này, khi khái niệm Internet vạn vật lần đầu tiên ra đời, lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất chính là nhà thông minh.
Trong những năm qua, với sự phát triển không ngừng của công nghệ số, ngày càng có nhiều phần cứng thông minh cho ngôi nhà được phát minh. Những phần cứng này đã mang lại sự tiện lợi lớn cho cuộc sống gia đình và tăng thêm niềm vui sống.
Theo thời gian, bạn sẽ có rất nhiều ứng dụng trên điện thoại.
Đúng vậy, đây chính là vấn đề rào cản sinh thái từ lâu đã gây khó khăn cho ngành công nghiệp nhà thông minh.
Trên thực tế, sự phát triển của công nghệ IoT luôn được đặc trưng bởi sự phân mảnh. Các kịch bản ứng dụng khác nhau phù hợp với các đặc điểm khác nhau của công nghệ IoT. Một số cần băng thông lớn, một số cần mức tiêu thụ điện năng thấp, một số tập trung vào tính ổn định và một số rất quan tâm đến chi phí.
Điều này đã tạo ra sự kết hợp giữa 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread và các công nghệ truyền thông cơ bản khác.
Ngược lại, ngôi nhà thông minh là một kịch bản mạng LAN điển hình, với các công nghệ truyền thông tầm ngắn như Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, v.v., trong nhiều danh mục và mục đích sử dụng chéo.
Hơn nữa, vì nhà thông minh hướng đến người dùng không chuyên, các nhà sản xuất có xu hướng xây dựng nền tảng và giao diện người dùng riêng của họ và áp dụng các giao thức lớp ứng dụng độc quyền để đảm bảo trải nghiệm của người dùng. Điều này đã dẫn đến "cuộc chiến hệ sinh thái" hiện tại.
Rào cản giữa các hệ sinh thái không chỉ gây ra vô số rắc rối cho người dùng mà còn cho cả nhà cung cấp và nhà phát triển - việc ra mắt cùng một sản phẩm đòi hỏi phải phát triển cho các hệ sinh thái khác nhau, làm tăng đáng kể khối lượng công việc và chi phí.
Do vấn đề rào cản sinh thái là một hạn chế nghiêm trọng đối với sự phát triển lâu dài của ngôi nhà thông minh nên ngành công nghiệp này đã bắt đầu tìm kiếm giải pháp cho vấn đề này.
Sự ra đời của giao thức Matter
Vào tháng 12 năm 2019, Google và Apple đã tham gia Liên minh Zigbee, cùng với Amazon và hơn 200 công ty cùng hàng nghìn chuyên gia trên toàn thế giới để thúc đẩy một giao thức lớp ứng dụng mới, được gọi là giao thức Dự án CHIP (Kết nối nhà qua IP).
Như bạn có thể thấy từ tên gọi, CHIP là tất cả về việc kết nối ngôi nhà dựa trên giao thức IP. Giao thức này được ra mắt với mục đích tăng khả năng tương thích của thiết bị, đơn giản hóa quá trình phát triển sản phẩm, cải thiện trải nghiệm của người dùng và thúc đẩy ngành công nghiệp phát triển.
Sau khi nhóm làm việc CHIP ra đời, kế hoạch ban đầu là ban hành tiêu chuẩn vào năm 2020 và ra mắt sản phẩm vào năm 2021. Tuy nhiên, vì nhiều lý do, kế hoạch này đã không thành hiện thực.
Vào tháng 5 năm 2021, Liên minh Zigbee đã đổi tên thành CSA (Liên minh Tiêu chuẩn Kết nối). Đồng thời, dự án CHIP được đổi tên thành Matter (có nghĩa là "tình huống, sự kiện, vấn đề" trong tiếng Trung).
Liên minh được đổi tên vì nhiều thành viên không muốn tham gia Zigbee, và CHIP được đổi thành Matter, có thể là vì từ CHIP quá nổi tiếng (ban đầu có nghĩa là "chip") và rất dễ bị sập.
Vào tháng 10 năm 2022, CSA cuối cùng đã phát hành phiên bản 1.0 của giao thức chuẩn Matter. Ngay trước đó, vào ngày 18 tháng 5 năm 2023, Matter phiên bản 1.1 cũng đã được phát hành.
Các thành viên của Liên đoàn CSA được chia thành ba cấp: Người khởi xướng, Người tham gia và Người áp dụng. Người khởi xướng ở cấp cao nhất, là những người đầu tiên tham gia soạn thảo giao thức, là thành viên của Hội đồng quản trị của Liên minh và tham gia ở một mức độ nào đó vào hoạt động lãnh đạo và ra quyết định của Liên minh.
Google và Apple, với tư cách là những người khởi xướng, đã đóng góp đáng kể vào các thông số kỹ thuật ban đầu của Matter.
Google đã đóng góp lớp mạng hiện có của Smart Home và giao thức ứng dụng Weave (một tập hợp các cơ chế xác thực và lệnh tiêu chuẩn để vận hành thiết bị), trong khi Apple đóng góp HAP Security (để liên lạc đầu cuối và điều khiển mạng LAN cục bộ, đảm bảo quyền riêng tư và bảo mật mạnh mẽ).
Theo dữ liệu mới nhất trên trang web chính thức, liên minh CSA được khởi xướng bởi tổng cộng 29 công ty, với 282 người tham gia và 238 người áp dụng.
Dưới sự dẫn dắt của những người khổng lồ, các công ty trong ngành đang tích cực xuất khẩu tài sản trí tuệ của mình cho Matter và cam kết xây dựng một hệ sinh thái thống nhất, kết nối liền mạch.
Kiến trúc giao thức của vật chất
Sau tất cả những cuộc nói chuyện này, chính xác thì chúng ta hiểu giao thức Matter như thế nào? Mối quan hệ của nó với Wi-Fi, Bluetooth, Thread và Zigbee là gì?
Không nhanh như vậy, chúng ta hãy xem sơ đồ sau:
Đây là sơ đồ kiến trúc giao thức: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) và Ethernet là các giao thức cơ bản (lớp vật lý và liên kết dữ liệu); hướng lên trên là lớp mạng, bao gồm các giao thức IP; hướng lên trên là lớp vận chuyển, bao gồm các giao thức TCP và UDP; và giao thức Matter, như chúng tôi đã đề cập, là giao thức lớp ứng dụng.
Bluetooth và Zigbee cũng có các lớp mạng, lớp vận chuyển và lớp ứng dụng chuyên dụng, ngoài các giao thức cơ bản.
Do đó, Matter là một giao thức loại trừ lẫn nhau với Zigbee và Bluetooth. Hiện tại, các giao thức cơ bản duy nhất mà Matter hỗ trợ là Wi-Fi, Thread và Ethernet (Ethernet).
Ngoài kiến trúc giao thức, chúng ta cần biết rằng giao thức Matter được thiết kế theo triết lý mở.
Đây là một giao thức mã nguồn mở mà bất kỳ ai cũng có thể xem, sử dụng và sửa đổi để phù hợp với các nhu cầu và tình huống ứng dụng khác nhau, mang lại lợi ích về mặt kỹ thuật là tính minh bạch và độ tin cậy.
Tính bảo mật của giao thức Matter cũng là một điểm bán hàng chính. Nó sử dụng công nghệ mã hóa mới nhất và hỗ trợ mã hóa đầu cuối để đảm bảo thông tin liên lạc của người dùng không bị đánh cắp hoặc giả mạo.
Mô hình mạng lưới của vật chất
Tiếp theo, chúng ta xem xét mạng lưới thực tế của Vật chất. Một lần nữa, điều này được minh họa bằng sơ đồ:
Như sơ đồ cho thấy, Matter là giao thức dựa trên TCP/IP, do đó Matter là bất kỳ nhóm nào mà TCP/IP được nhóm vào.
Các thiết bị Wi-Fi và Ethernet hỗ trợ giao thức Matter có thể được kết nối trực tiếp với bộ định tuyến không dây. Các thiết bị Thread hỗ trợ giao thức Matter cũng có thể được kết nối với các mạng dựa trên IP như Wi-Fi thông qua Bộ định tuyến biên giới.
Các thiết bị không hỗ trợ giao thức Matter, chẳng hạn như thiết bị Zigbee hoặc Bluetooth, có thể được kết nối với thiết bị dạng cầu nối (Matter Bridge/Gateway) để chuyển đổi giao thức, sau đó kết nối với bộ định tuyến không dây.
Tiến bộ công nghiệp trong Vật chất
Matter đại diện cho một xu hướng trong công nghệ nhà thông minh. Do đó, nó đã nhận được sự quan tâm rộng rãi và sự ủng hộ nhiệt tình kể từ khi ra đời.
Ngành công nghiệp rất lạc quan về triển vọng phát triển của Matter. Theo báo cáo gần đây của công ty nghiên cứu thị trường ABI Research, hơn 20 tỷ thiết bị nhà thông minh kết nối không dây sẽ được bán trên toàn thế giới từ năm 2022 đến năm 2030 và một tỷ lệ lớn các loại thiết bị này sẽ đáp ứng thông số kỹ thuật của Matter.
Matter hiện đang sử dụng cơ chế chứng nhận. Các nhà sản xuất phát triển phần cứng cần phải vượt qua quy trình chứng nhận của liên đoàn CSA để nhận được chứng chỉ Matter và được phép sử dụng logo Matter.
Theo CSA, thông số kỹ thuật Matter sẽ áp dụng cho nhiều loại thiết bị như bảng điều khiển, khóa cửa, đèn, ổ cắm, công tắc, cảm biến, bộ điều nhiệt, quạt, bộ điều khiển khí hậu, rèm cửa và thiết bị truyền thông, bao gồm hầu hết mọi tình huống trong ngôi nhà thông minh.
Về mặt công nghiệp, ngành công nghiệp này đã có một số nhà sản xuất có sản phẩm đã vượt qua chứng nhận Matter và đang dần thâm nhập thị trường. Về phía các nhà sản xuất chip và mô-đun, Matter cũng được hỗ trợ tương đối mạnh mẽ.
Phần kết luận
Vai trò lớn nhất của Matter như một giao thức lớp trên là phá vỡ các rào cản giữa các thiết bị và hệ sinh thái khác nhau. Mỗi người có quan điểm khác nhau về Matter, một số người coi nó là vị cứu tinh và những người khác coi nó là một bảng trắng.
Hiện tại, giao thức Matter vẫn đang trong giai đoạn đầu đưa ra thị trường và ít nhiều phải đối mặt với một số vấn đề và thách thức, chẳng hạn như chi phí cao hơn và chu kỳ gia hạn dài hơn đối với kho thiết bị.
Trong mọi trường hợp, nó mang đến cú sốc cho những năm tháng buồn tẻ của hệ thống công nghệ nhà thông minh. Nếu hệ thống cũ đang hạn chế sự phát triển của công nghệ và hạn chế trải nghiệm của người dùng, thì chúng ta cần những công nghệ như Matter để tiến lên và đảm nhiệm nhiệm vụ lớn.
Matter có thành công hay không, chúng ta không thể nói chắc chắn. Tuy nhiên, đó là tầm nhìn của toàn bộ ngành công nghiệp nhà thông minh và trách nhiệm của mọi công ty và chuyên gia trong ngành là đưa công nghệ số vào cuộc sống gia đình và liên tục cải thiện trải nghiệm sống số của người dùng.
Hy vọng rằng ngôi nhà thông minh sẽ sớm phá vỡ mọi rào cản công nghệ và thực sự hiện diện trong mọi ngôi nhà.
Thời gian đăng: 29-06-2023