Matter (стандарт)

Matter
Matter
Уровень (по модели OSI)	Физический
Создан в	18 декабря 2019
Назначение протокола	унификация управления устройствами умного дома разных производителей
Разработчик	Connectivity Standards Alliance
	Медиафайлы на Викискладе

Matter — единый стандарт подключения для умного дома с открытым исходным кодом, который позволяет объединять IoT-устройства разных производителей в единую сеть. Идея создания общепринятого стандарта для разных экосистем устройств интернета вещей зародилась в 2019 году в рамках проекта «Connected Home over IP» (CHIP), который был переименован в Matter в 2021 году. Проект был запущен четырьмя технологическими гигантами (Amazon, Apple, Google и Samsung SmartThings) совместно с альянсом CSA^[англ.], ранее известным как Zigbee Alliance.

Сертифицированные организацией устройства имеют специальное обозначение, означающее поддержку стандарта Matter^[1].

Обзор

В первые годы развития IoT-технологий компании создавали свои собственные стандарты взаимодействия IoT-компонентов, в результате этого умные устройства от разных компаний не всегда могли взаимодействовать между собой, что не позволяло раскрыться IoT-технологиям в полную меру.

Задача создания Matter — унификация управления между гаджетами разных производителей. Разработкой стандарта занимается альянс Connectivity Standards Alliance, в него входят несколько сотен компаний, в том числе Xiaomi, Haier, Amazon, Google, Apple, Samsung, а также российские «Сбер», Яндекс^[2] и JetHome. Устройства с его поддержкой можно синхронизировать с экосистемами Apple HomeKit, Google Home, Samsung SmartThings и Amazon Alexa без установки отдельных фирменных приложений.

Организация также занимается сертификацией IoT-устройств. Устройства, прошедшие сертификацию, поддерживают стандарт Matter, такие устройства обозначается логотипом организации. Однако поддержку стандарта Matter могут самостоятельно на своё усмотрение предоставлять производители и не сертифицированных устройств^[1].

Стандарт работает на основе интернет-протокола (IP) и функционирует через один или несколько контроллеров (хабов), которые соединяют разнородные IoT-устройства в единую сеть и обрабатывают запросы. Продукты, сертифицированные Matter, спроектированы для локальной работы, то есть могут работать и без подключения к Интернету. В основе стандарта лежит сочетание технологий Wi-Fi и Bluetooth LE (BLE), а также работающий через IPv6-протокол Thread^[англ.]^[3]. Для гарантированного взаимодействия всех Matter-совместимых устройств необходим такой контроллер (хаб), который на аппаратном уровне имеет реализацию одновременно Wi-Fi, Bluetooth LE (BLE) и Thread^[англ.], тем самым контроллер связывает устройства, работающие на всех этих трёх технологиях, в единую локальную сеть. В качестве контроллера могут выступать, например, Google Nest, Apple HomePod и прочие Matter-совместимые контроллеры с поддержкой Wi-Fi, Bluetooth LE и Thread. В то же время Matter-сеть можно построить и на контроллере, поддерживающем только Wi-Fi и Bluetooth LE, однако IoT-устройства, работающие только через Thread, нельзя будет включить в эту Matter-сеть. Для полноценной работы Matter-сети, в которой используются IoT-устройства, работающие через протокол Thread, потребуется активации IPv6 в сети. IoT-устройства, работающие по протоколу Thread, в отличие от работающих по Wi-Fi, имеют более высокую отзывчивость и лучшую энергоэффективность, также ячеистая топология Thread делает сеть умного дома более отказоустойчивой (выход из строя одного узла не выведет из строя всю сеть) и позволяет распространиться всей сети на более удалённые расстояния. Следует принимать во внимание, что стандарт Matter не описывает ранее популярный ZigBee-протокол, таким образом, чтобы подключить IoT-устройство, использующее ZigBee-протокол, потребуется контроллер (хаб), который соединит Matter-сеть с ZigBee-устройствами.

Преимущества

Универсальный стандарт Matter даёт ряд преимуществ по сравнению с другими решениями, среди них:

Возможность локального использования (в большинстве других решений обработка запросов управления IoT-устройств происходит на удалённом сервере компании - поставщика устройств, тогда как Matter предоставляет унифицированный стандарт обработки запросов на локальном/домашнем контроллере)
Мультиадминистрирование (универсальный стандарт Matter позволяет управлять IoT-устройствами сразу из разных экосистем умного дома, например один пользователь может включать умную лампу через своё приложение Apple HomePod, а другой - выключать эту же лампу через виртуального-помощника Google Assistant на своём смартфоне)
Снижение издержек при разработке IoT-устройств (производителям устройств теперь достаточно реализовать универсальный стандарт Matter, а не множество различных стандартов под различные экосистемы умных домов)

Устройства

После появления стандарта Matter начали появляться и различные устройства с поддержкой этого стандарта, как контроллеры (хабы), так и конечные IoT-устройства. Среди контроллеров умного дома, имеющих поддержку стандарта Matter, можно выделить следующие типы устройств (как с протоколом Thread, так и без него):

умные колонки, например Google Nest, Apple HomePod, Яндекс.Станция и прочие
маршрутизаторы (роутеры), например Nest Wifi Pro от Google и прочие
Системы потокового видео, например Google TV Streamer (4K)

Версии

Планируется, что обновления стандарта будут происходить два раза в год^[4].

Версия 1.0 (от 4 октября 2022 года) — представлена поддержка осветительных приборов (таких как вилки, электрические светильники и выключатели), электронных замков, термостатов и контроллеров отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, жалюзи и штор, датчиков движения, а также телевизоров и потоковых видеоплееров^[5].
Версия 1.1 (от 18 мая 2023 года) — не было никаких новых категорий приборов, а только были исправлены ошибки и улучшены SDK, API^[6].
Версия 1.2 (от 23 октября 2023 года) — добавлено девять новых типов устройств (холодильники, портативные кондиционеры, посудомоечные машины, стиральные машины, роботы-пылесосы, датчики дыма и угарного газа, датчики качества воздуха, очистители воздуха и вентиляторы), также в версии были исправлены некоторые ошибки, а также улучшены спецификации по SDK, инструментам сертификации и тестирования^[7].
Версия 1.3 (от 8 мая 2024 года) — добавлена поддержка устройств управления водой и энергией, а также поддержка духовок, микроволновых печей, варочных панелей, вытяжек, сушилок для белья^[8].
Версия 1.4 (от 7 ноября 2024 года) — возможность интеграции маршрутизаторов WLAN, ячеистых сетей и управления интеллектуальными энергетическими и тепловыми устройствами, такими как тепловые насосы, водонагреватели, солнечных панелей и аккумуляторные батареи, также была улучшена поддержка термостатов^[9].

Примечания

↑ ¹ ² Grün, Frank-Oliver. Matter certification – how it works (брит. англ.). matter-smarthome (12 марта 2023). Дата обращения: 1 декабря 2024. Архивировано 27 мая 2024 года.
↑ Домашний интеллект: зачем устройствам «Яндекса» для умного дома новый протокол (неопр.) (4 апреля 2022). Дата обращения: 10 февраля 2024. Архивировано 18 января 2024 года.
↑ Опубликован стандарт умного дома Matter 1.0 (неопр.) (5 октября 2022). Дата обращения: 10 февраля 2024. Архивировано 21 апреля 2024 года.
↑ Matter, the new Global Standard for the Smart Home, Debuts at the Amsterdam Launch Event (англ.), 2022-11-03, Дата обращения: 19 ноября 2022
↑ The Matter Smart Home Standard Is Finally Available: Here's What It Means for Your Home (амер. англ.). Consumer Reports (3 ноября 2022). Дата обращения: 19 ноября 2022. Архивировано 16 ноября 2022 года.
↑ Matter 1.1 release — Enhancements for developers and devices (амер. англ.). CSA-IOT (18 мая 2023). Дата обращения: 14 сентября 2023. Архивировано 25 сентября 2023 года.
↑ Matter 1.2 Arrives with Nine New Device Types & Improvements Across the Board (неопр.). Connectivity Standards Alliance (23 октября 2023). Дата обращения: 5 ноября 2023. Архивировано 5 ноября 2023 года.
↑ Matter 1.3 Specification announced (неопр.). Connectivity Standards Alliance (8 мая 2024). Дата обращения: 16 мая 2024. Архивировано 16 мая 2024 года.
↑ Matter 1.4 Enables More Capable Smart Homes (амер. англ.). CSA-IOT (7 ноября 2024). Дата обращения: 1 декабря 2024. Архивировано 1 декабря 2024 года.

Литература

Belli, Dimitri; Barsocchi, Paolo; Palumbo, Filippo (2023). Connectivity Standards Alliance Matter: State of the Art and Opportunities. Elsevier Internet of Things (англ.). 25. doi:10.1016/j.iot.2023.101005. ISSN 2542-6605. Дата обращения: 7 августа 2024.

Ссылки

Официальный сайт проекта

[:1-1] ¹ ² Grün, Frank-Oliver. Matter certification – how it works (брит. англ.). matter-smarthome (12 марта 2023). Дата обращения: 1 декабря 2024. Архивировано 27 мая 2024 года.

[2] Домашний интеллект: зачем устройствам «Яндекса» для умного дома новый протокол (неопр.) (4 апреля 2022). Дата обращения: 10 февраля 2024. Архивировано 18 января 2024 года.

[3] Опубликован стандарт умного дома Matter 1.0 (неопр.) (5 октября 2022). Дата обращения: 10 февраля 2024. Архивировано 21 апреля 2024 года.

[:0-4] Matter, the new Global Standard for the Smart Home, Debuts at the Amsterdam Launch Event (англ.), 2022-11-03, Дата обращения: 19 ноября 2022

[5] The Matter Smart Home Standard Is Finally Available: Here's What It Means for Your Home (амер. англ.). Consumer Reports (3 ноября 2022). Дата обращения: 19 ноября 2022. Архивировано 16 ноября 2022 года.

[6] Matter 1.1 release — Enhancements for developers and devices (амер. англ.). CSA-IOT (18 мая 2023). Дата обращения: 14 сентября 2023. Архивировано 25 сентября 2023 года.

[7] Matter 1.2 Arrives with Nine New Device Types & Improvements Across the Board (неопр.). Connectivity Standards Alliance (23 октября 2023). Дата обращения: 5 ноября 2023. Архивировано 5 ноября 2023 года.

[8] Matter 1.3 Specification announced (неопр.). Connectivity Standards Alliance (8 мая 2024). Дата обращения: 16 мая 2024. Архивировано 16 мая 2024 года.

[9] Matter 1.4 Enables More Capable Smart Homes (амер. англ.). CSA-IOT (7 ноября 2024). Дата обращения: 1 декабря 2024. Архивировано 1 декабря 2024 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]