Chủ đề chúng ta sẽ nói hôm nay liên quan đến ngôi nhà thông minh.
Khi nói đến nhà thông minh, chắc hẳn không ai còn xa lạ với chúng. Trở lại đầu thế kỷ này, khi khái niệm Internet of Things lần đầu tiên ra đời, lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất là ngôi 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 của mình.
Đúng vậy, đây chính là vấn đề về rào cản sinh thái đã gây khó khăn cho ngành công nghiệp nhà thông minh từ lâu.
Trên thực tế, sự phát triển của công nghệ IoT luôn có đặc điểm là 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 cần tập trung vào sự ổn định và một số lại 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 liên lạc tầm ngắn như Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, v.v., với nhiều danh mục và mục đích sử dụng chéo.
Hơn nữa, vì nhà thông minh hướng đến người dùng không chuyên, nên các nhà sản xuất có xu hướng xây dựng nền tảng và giao diện UI của riêng họ, đồng thời áp dụng các giao thức lớp ứng dụng độc quyền để đảm bảo trải nghiệm người dùng. Điều này đã dẫn đến cuộc “chiến tranh hệ sinh thái” hiện nay.
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 tung ra 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.
Vì vấn đề rào cản sinh thái là hạn chế nghiêm trọng đối với sự phát triển lâu dài của nhà thông minh, nên ngành này đã bắt đầu nỗ lực tìm giải pháp cho vấn đề này.
Sự ra đời của giao thức Matter
Vào tháng 12 năm 2019, Google và Apple đã gia nhập Liên minh Zigbee, cùng với Amazon và hơn 200 công ty cùng hàng nghìn chuyên gia trên toàn thế giới để quảng bá giao thức lớp ứng dụng mới, được gọi là giao thức Project CHIP (Connected Home over IP).
Như bạn có thể thấy từ cái tên, CHIP chủ yếu là 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 việc phát triển sản phẩm, cải thiện trải nghiệm người dùng và thúc đẩy ngành phát triển.
Sau khi nhóm công tác CHIP ra đời, kế hoạch ban đầu là phát 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 đổi tên thành CSA (Liên minh Tiêu chuẩn Kết nối). Đồng thời, dự án CHIP được đổi tên thành Matter (trong tiếng Trung có nghĩa là “tình huống, sự việc, sự việc”).
Liên minh được đổi tên vì nhiều thành viên không muốn tham gia Zigbee, còn CHIP được đổi thành Matter, có lẽ vì từ CHIP đã quá nổi tiếng (ban đầu nó có nghĩa là “chip”) và rất dễ bị hỏng.
Vào tháng 10 năm 2022, CSA cuối cùng đã phát hành phiên bản 1.0 của giao thức chuẩn Matter. Trước đó không lâu, vào ngày 18 tháng 5 năm 2023, phiên bản Matter 1.1 cũng đã được phát hành.
Các thành viên của Hiệp hội CSA được chia thành ba cấp độ: Người khởi xướng, Người tham gia và Người áp dụng. Những người khởi xướng ở cấp cao nhất, là những người đầu tiên tham gia soạn thảo nghị định thư, là thành viên Hội đồng quản trị của Liên minh và tham gia ở một mức độ nào đó vào việc lãnh đạo và đưa ra các quyết định của Liên minh.
Google và Apple, với tư cách là đại diện của 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 và lệnh xác thực tiêu chuẩn để vận hành thiết bị), trong khi Apple đóng góp HAP Security (để liên lạc hai đầu và thao tác mạng LAN cục bộ, đảm bảo quyền riêng tư và bảo mật mạnh mẽ ).
Theo dữ liệu mới nhất trên trang web chính thức, tập đoàn CSA được khởi xướng bởi tổng cộng 29 công ty, với 282 người tham gia và 238 người áp dụng.
Được dẫn dắt bởi những gã khổng lồ, những người chơi trong ngành đang tích cực xuất khẩu tài sản trí tuệ của họ cho Matter và cam kết xây dựng một hệ sinh thái lớn được kết nối liền mạch, thống nhất.
Kiến trúc giao thức của Matter
Sau cuộc nói chuyện này, chúng ta hiểu chính xác giao thức Matter như thế nào? Mối quan hệ của nó với Wi-Fi, Bluetooth, Thread và Zigbee là gì?
Không nhanh như vậy, hãy nhìn vào sơ đồ:
Đây là sơ đồ kiến trúc giao thức: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) và Ethernet là các giao thức cơ bản (lớp liên kết vật lý và dữ liệu); trở lên là lớp mạng, bao gồm các giao thức IP; trở lên 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 ứng dụng chuyên dụng, bên cạnh các giao thức cơ bản.
Do đó, Matter là 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 với triết lý mở.
Nó là một giao thức nguồn mở mà bất kỳ ai cũng có thể xem, sử dụng và sửa đổi để phù hợp với các tình huống và nhu cầu ứng dụng khác nhau, điều này sẽ mang lại những lợi ích kỹ thuật về 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 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 một giao thức dựa trên TCP/IP, vì vậy Matter là bất cứ thứ gì 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 luồng 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 loại cầu nối (Matter Bridge/Gateway) để chuyển đổi giao thức, sau đó kết nối với bộ định tuyến không dây.
Những tiến bộ công nghiệp trong vấn đề
Vật chất đại diện cho một xu hướng trong công nghệ nhà thông minh. Vì vậy, nó đã nhận được sự quan tâm rộng rãi và ủng hộ nhiệt tình ngay từ khi mới thành lập.
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 được 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 Matter.
Matter hiện đang sử dụng cơ chế chứng nhận. Các nhà sản xuất phát triển phần cứng cần vượt qua quy trình chứng nhận của tập đoàn CSA để nhận được chứng chỉ Matter và được phép sử dụng logo Matter.
Theo CSA, thông số kỹ thuật của 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 và thiết bị đa phương tiện, bao gồm hầu hết tất cả các tình huống trong ngôi nhà thông minh.
Về mặt ngành, ngành đã có một số nhà sản xuất có sản phẩm đã vượt qua chứng nhận Matter và đang dần gia nhập thị trường. Về phía các nhà sản xuất chip và mô-đun cũng có sự hỗ trợ tương đối mạnh mẽ cho Matter.
Phần kết luận
Vai trò lớn nhất của Matter với tư cách là giao thức lớp trên là phá vỡ các rào cản giữa các thiết bị và hệ sinh thái khác nhau. Những người khác nhau có quan điểm khác nhau về Vật chất, một số coi nó như một vị cứu tinh và những người khác coi nó như một phương tiện rõ ràng.
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 kho thiết bị dài hơn.
Dù thế nào đi nữa, nó cũng mang đến một 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 người dùng, thì chúng ta cần những công nghệ như Matter để bước lên và đảm nhận nhiệm vụ lớn.
Liệu Matter có thành công hay không, chúng tôi không thể nói chắc chắn. Tuy nhiên, tầm nhìn của toàn bộ ngành công nghiệp nhà thông minh và trách nhiệm của mọi công ty cũng như người hoạt động trong ngành là đưa công nghệ kỹ thuật số vào cuộc sống gia đình và liên tục cải thiện trải nghiệm sống kỹ thuật số của người dùng.
Mong rằng ngôi nhà thông minh sẽ sớm phá bỏ mọi xiềng xích kỹ thuật và thực sự đi vào mọi nhà.
Thời gian đăng: 29/06/2023