El tema del que vamos a hablar hoy tiene que ver con las casas inteligentes.
Cuando se trata de casas inteligentes, nadie debería estar familiarizado con ellas. A principios de este siglo, cuando el concepto de Internet de las cosas nació, el área de aplicación más importante, era el hogar inteligente.
Con los años, con el desarrollo continuo de la tecnología digital, se ha inventado cada vez más hardware inteligente para el hogar. Estos hardware han traído una gran comodidad a la vida familiar y han agregado al placer de vivir.
Con el tiempo, tendrá muchas aplicaciones en su teléfono.
Sí, este es el problema de barrera ecológica que ha afectado durante mucho tiempo a la industria doméstica inteligente.
De hecho, el desarrollo de la tecnología IoT siempre se ha caracterizado por la fragmentación. Diferentes escenarios de aplicación coinciden con diferentes características de las tecnologías IoT. Algunos necesitan un ancho de banda grande, otros necesitan un bajo consumo de energía, otros se centran en la estabilidad y otros están muy preocupados por el costo.
Esto ha dado lugar a una mezcla de 2/3/4/5G, NB-IoT, EMTC, Lora, Sigfox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread y otras tecnologías de comunicación subyacentes.
El hogar inteligente, a su vez, es un escenario de LAN típico, con tecnologías de comunicación de corto alcance como Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, etc., en una amplia gama de categorías y uso cruzado.
Además, como las casas inteligentes están orientadas a usuarios no especialistas, los fabricantes tienden a construir sus propias plataformas e interfaces de interfaz de usuario y adoptar protocolos de capa de aplicación patentados para garantizar la experiencia del usuario. Esto ha llevado a la actual "guerra del ecosistema".
Las barreras entre los ecosistemas no solo han causado problemas interminables para los usuarios, sino también para los proveedores y desarrolladores: el lanzamiento del mismo producto requiere desarrollo para diferentes ecosistemas, aumentando significativamente la carga de trabajo y los costos.
Debido a que el problema de las barreras ecológicas es una seria restricción para el desarrollo a largo plazo de los hogares inteligentes, la industria ha comenzado a trabajar para encontrar una solución a este problema.
El nacimiento del protocolo de la materia
En diciembre de 2019, Google y Apple se unieron a la Alianza Zigbee, uniéndose a Amazon y más de 200 compañías y miles de expertos en todo el mundo para promover un nuevo protocolo de capa de aplicación, conocido como Project Chip (Home Connected Over IP).
Como puede ver del nombre, Chip se trata de conectar el hogar en función de los protocolos IP. Este protocolo se lanzó con el objetivo de aumentar la compatibilidad del dispositivo, simplificar el desarrollo de productos, mejorar la experiencia del usuario y impulsar la industria.
Después de que nació el grupo de trabajo de chips, el plan original era lanzar el estándar en 2020 y lanzar el producto en 2021. Sin embargo, por varias razones, este plan no se materializó.
En mayo de 2021, la Alianza Zigbee cambió su nombre a CSA (Alianza de Normas de Conectividad). Al mismo tiempo, el proyecto ChIP pasó a llamarse materia (que significa "situación, evento, materia" en chino).
La alianza pasó a llamarse porque muchos miembros eran reacios a unirse a Zigbee, y Chip se cambió a la materia, probablemente porque la palabra chip era demasiado conocida (originalmente significaba "chip") y muy fácil de bloquear.
En octubre de 2022, el CSA finalmente lanzó la versión 1.0 del protocolo estándar de la materia. Poco antes de eso, el 18 de mayo de 2023, también se lanzó la versión 1.1 de la materia.
Los miembros del Consorcio CSA se dividen en tres niveles: iniciador, participante y adoptante. Los iniciadores están al más alto nivel, siendo los primeros en participar en la redacción del protocolo, son miembros de la Junta Directiva de la Alianza y participan en cierta medida en el liderazgo y las decisiones de la Alianza.
Google y Apple, como representantes de los iniciadores, contribuyeron significativamente a las primeras especificaciones de la materia.
Google contribuyó con su propio tejido de protocolo de red y comandos de protocolo de aplicación existentes de Smart Home (un conjunto de mecanismos de autenticación estándar y comandos para la operación del dispositivo), mientras que Apple contribuyó con seguridad HAP (para la comunicación de extremo a extremo y la manipulación de LAN local, garantizando una fuerte privacidad y seguridad).
Según los últimos datos en el sitio web oficial, el consorcio CSA fue iniciado por un total de 29 compañías, con 282 participantes y 238 adoptantes.
Dirigidos por los Gigantes, los actores de la industria están exportando activamente su propiedad intelectual para la materia y están comprometidos a construir un gran ecosistema unificado sin problemas.
Arquitectura del protocolo de la materia
Después de toda esta charla, ¿cómo entendemos exactamente el protocolo de materia? ¿Cuál es su relación con Wi-Fi, Bluetooth, Thread y Zigbee?
No tan rápido, veamos un diagrama:
Este es un diagrama de la arquitectura del protocolo: Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) y Ethernet son los protocolos subyacentes (capas físicas y de enlace de datos); hacia arriba es la capa de red, incluidos los protocolos IP; hacia arriba está la capa de transporte, incluidos los protocolos TCP y UDP; Y el protocolo de materia, como ya hemos mencionado, es un protocolo de capa de aplicación.
Bluetooth y Zigbee también tienen capas dedicadas de red, transporte y aplicación, además de los protocolos subyacentes.
Por lo tanto, la materia es un protocolo mutuamente excluyente con Zigbee y Bluetooth. Actualmente, los únicos protocolos subyacentes que soporta la materia son Wi-Fi, Thread y Ethernet (Ethernet).
Además de la arquitectura del protocolo, necesitamos saber que el protocolo de materia está diseñado con una filosofía abierta.
Es un protocolo de código abierto que puede ser visto, utilizado y modificado por cualquier persona para adaptarse a diferentes escenarios y necesidades de aplicación, lo que permitirá los beneficios técnicos de la transparencia y la confiabilidad.
La seguridad del protocolo de materia también es un importante punto de venta. Utiliza la última tecnología de cifrado y admite el cifrado de extremo a extremo para garantizar que las comunicaciones de los usuarios no sean robadas ni manipuladas.
Modelo de redes de materia
A continuación, observamos la red real de la materia. Nuevamente, esto se ilustra por un diagrama:
Como muestra el diagrama, la materia es un protocolo basado en TCP/IP, por lo que la materia es lo que se agrupa TCP/IP.
Los dispositivos Wi-Fi y Ethernet que admiten el protocolo de materia se pueden conectar directamente a un enrutador inalámbrico. Los dispositivos de subprocesos que admiten el protocolo de la materia también pueden interconectarse en redes basadas en IP, como Wi-Fi a través de enrutadores fronterizos.
Los dispositivos que no admiten el protocolo de la materia, como los dispositivos Zigbee o Bluetooth, pueden conectarse a un dispositivo de tipo puente (puente de materia/puerta de enlace) para convertir el protocolo y luego conectarse a un enrutador inalámbrico.
Avances industriales en la materia
La materia representa una tendencia en tecnología de hogar inteligente. Como tal, ha recibido una atención generalizada y un apoyo entusiasta desde su inicio.
La industria es muy optimista sobre las perspectivas de desarrollo de la materia. Según un informe reciente de la firma de investigación de mercado ABI Research, más de 20 mil millones de dispositivos domésticos inteligentes conectados de forma inalámbrica se venderán en todo el mundo de 2022 a 2030, y una gran proporción de estos tipos de dispositivos cumplirá con la especificación de la materia.
La materia actualmente utiliza un mecanismo de certificación. Los fabricantes desarrollan hardware que necesita aprobar el proceso de certificación del Consorcio CSA para recibir el certificado de materia y se les permite usar el logotipo de la materia.
Según el CSA, la especificación de la materia se aplicará a una amplia gama de tipos de dispositivos, como paneles de control, cerraduras de puerta, luces, enchufes, interruptores, sensores, termostatos, ventiladores, controladores climáticos, persianas y dispositivos de medios, cubriendo casi todos los escenarios en el hogar inteligente.
En cuanto a la industria, la industria ya tiene varios fabricantes cuyos productos han aprobado la certificación de materia y están ingresando gradualmente al mercado. Por parte de los fabricantes de chips y módulos, también hay un apoyo relativamente fuerte para la materia.
Conclusión
El mayor papel de la materia como protocolo de capa superior es romper las barreras entre diferentes dispositivos y ecosistemas. Diferentes personas tienen diferentes perspectivas sobre la materia, y algunos lo ven como un salvador y otras lo ven como una pizarra limpia.
Por el momento, el protocolo de la materia todavía se encuentra en las primeras etapas de venir al mercado y más o menos enfrenta algunos problemas y desafíos, como costos más altos y un ciclo de renovación más largo para el stock de dispositivos.
En cualquier caso, trae una sorpresa a los aburridos años de los sistemas de tecnología de hogar inteligente. Si el antiguo sistema está limitando el desarrollo de la tecnología y limita la experiencia del usuario, entonces necesitamos tecnologías como la materia para intensificar y asumir la gran tarea.
Si la materia será un éxito o no, no podemos decirlo con certeza. Sin embargo, es la visión de toda la industria del hogar inteligente y la responsabilidad de todas las empresas y profesionales de la industria para capacitar la tecnología digital en la vida hogareña y mejorar continuamente la experiencia de vida digital de los usuarios.
Espero que la casa inteligente pronto rompa todos los grilletes técnicos y realmente ingrese a cada hogar.
Tiempo de publicación: junio 29-2023