El tema del que vamos a hablar hoy tiene que ver con las casas inteligentes.
Cuando se trata de hogares inteligentes, nadie debería desconocerlos. A principios de este siglo, cuando nació el concepto del Internet de las Cosas, el área de aplicación más importante era el hogar inteligente.
Con el paso de los años, gracias al continuo desarrollo de la tecnología digital, se han inventado cada vez más dispositivos inteligentes para el hogar. Estos dispositivos han aportado gran comodidad a la vida familiar y han aumentado el placer de vivir.
Con el tiempo, tendrás muchas aplicaciones en tu teléfono.
Sí, este es el problema de la barrera ecológica que ha afectado durante mucho tiempo a la industria de las casas inteligentes.
De hecho, el desarrollo de la tecnología IoT siempre se ha caracterizado por la fragmentación. Los diferentes escenarios de aplicación se adaptan a las diferentes características de las tecnologías IoT. Algunas requieren un gran ancho de banda, otras un bajo consumo de energía, algunas priorizan la estabilidad y otras se preocupan mucho por el coste.
Esto ha dado lugar a una combinación de 2/3/4/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread y otras tecnologías de comunicación subyacentes.
La casa inteligente, a su vez, es un escenario típico de LAN, con tecnologías de comunicación de corto alcance como Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread, etc., en una amplia gama de categorías y usos cruzados.
Además, dado que los hogares inteligentes están orientados a usuarios no especializados, los fabricantes tienden a desarrollar sus propias plataformas e interfaces de usuario y a adoptar protocolos propietarios de la capa de aplicación para garantizar la experiencia del usuario. Esto ha dado lugar a la actual "guerra de ecosistemas".
Las barreras entre ecosistemas no sólo han causado interminables problemas para los usuarios, sino también para los proveedores y desarrolladores: lanzar el mismo producto requiere desarrollo para diferentes ecosistemas, lo que aumenta significativamente la carga de trabajo y los costos.
Debido a que el problema de las barreras ecológicas supone una limitación grave para el desarrollo a largo plazo de las casas inteligentes, la industria ha comenzado a trabajar para encontrar una solución a este problema.
El nacimiento del protocolo Matter
En diciembre de 2019, Google y Apple se unieron a la Zigbee Alliance, uniéndose a Amazon y más de 200 empresas y miles de expertos de todo el mundo para promover un nuevo protocolo de capa de aplicación, conocido como protocolo Project CHIP (Connected Home over IP).
Como su nombre indica, CHIP se centra en la conexión del hogar mediante protocolos IP. Este protocolo se lanzó con el objetivo de aumentar la compatibilidad de dispositivos, simplificar el desarrollo de productos, mejorar la experiencia del usuario e impulsar el sector.
Tras la creación del grupo de trabajo CHIP, el plan original era lanzar el estándar en 2020 y lanzar el producto en 2021. Sin embargo, por diversas razones, este plan no se materializó.
En mayo de 2021, la Zigbee Alliance cambió su nombre a CSA (Connectivity Standards Alliance). Simultáneamente, el proyecto CHIP pasó a llamarse Matter (que significa "situación, evento, materia" en chino).
La Alianza cambió su nombre porque muchos miembros se resistían a unirse a Zigbee, y CHIP se cambió a Matter, probablemente porque la palabra CHIP era demasiado conocida (originalmente significaba "chip") y era muy fácil de bloquear.
En octubre de 2022, la CSA finalmente publicó la versión 1.0 del protocolo estándar Matter. Poco antes, el 18 de mayo de 2023, también se publicó la versión 1.1 de Matter.
Los miembros del Consorcio CSA se dividen en tres niveles: Iniciador, Participante y Adoptante. Los iniciadores ocupan el nivel más alto, 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 Matter.
Google contribuyó con su propia capa de red existente de Smart Home y el protocolo de aplicación Weave (un conjunto de mecanismos de autenticación y comandos estándar para el funcionamiento del dispositivo), mientras que Apple contribuyó con HAP Security (para la comunicación de extremo a extremo y la manipulación de LAN local, lo que garantiza una sólida privacidad y seguridad).
Según los últimos datos publicados en el sitio web oficial, el consorcio CSA fue iniciado por un total de 29 empresas, con 282 participantes y 238 adoptantes.
Liderados por los gigantes, los actores de la industria están exportando activamente su propiedad intelectual para Matter y están comprometidos a construir un gran ecosistema unificado y perfectamente conectado.
Arquitectura del protocolo de Matter
Después de toda esta charla, ¿cómo entendemos exactamente el protocolo Matter? ¿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 está la capa de red, incluidos los protocolos IP; hacia arriba está la capa de transporte, incluidos los protocolos TCP y UDP; y el protocolo Matter, como ya hemos mencionado, es un protocolo de capa de aplicación.
Bluetooth y Zigbee también tienen capas de red, transporte y aplicación dedicadas, además de los protocolos subyacentes.
Por lo tanto, Matter es un protocolo mutuamente excluyente con Zigbee y Bluetooth. Actualmente, los únicos protocolos subyacentes compatibles con Matter son Wi-Fi, Thread y Ethernet.
Además de la arquitectura del protocolo, necesitamos saber que el protocolo Matter 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 obtener beneficios técnicos de transparencia y confiabilidad.
La seguridad del protocolo Matter también es un punto fuerte. Utiliza la tecnología de cifrado más avanzada y admite cifrado de extremo a extremo para garantizar que las comunicaciones de los usuarios no sean robadas ni manipuladas.
El modelo de redes de Matter
A continuación, analizamos la red de materia. Esto se ilustra mediante un diagrama:
Como muestra el diagrama, Matter es un protocolo basado en TCP/IP, por lo que Matter es todo aquello en lo que se agrupa TCP/IP.
Los dispositivos Wi-Fi y Ethernet compatibles con el protocolo Matter pueden conectarse directamente a un router inalámbrico. Los dispositivos Thread compatibles con el protocolo Matter también pueden interconectarse a redes IP, como Wi-Fi, mediante routers de borde.
Los dispositivos que no soportan el protocolo Matter, como Zigbee o Bluetooth, se pueden conectar a un dispositivo tipo puente (Matter Bridge/Gateway) para convertir el protocolo y luego conectarse a un enrutador inalámbrico.
Avances industriales en la materia
Matter representa una tendencia en la tecnología del hogar inteligente. Por ello, ha recibido una amplia atención y un apoyo entusiasta desde su creación.
La industria se muestra muy optimista sobre las perspectivas de desarrollo de Matter. Según un informe reciente de la firma de investigación de mercado ABI Research, entre 2022 y 2030 se venderán en todo el mundo más de 20 000 millones de dispositivos domésticos inteligentes con conexión inalámbrica, y una gran proporción de estos dispositivos cumplirá con la especificación Matter.
Matter utiliza actualmente un mecanismo de certificación. Los fabricantes desarrollan hardware que debe superar el proceso de certificación del consorcio CSA para recibir el certificado Matter y poder usar el logotipo de Matter.
Según la CSA, la especificación Matter se aplicará a una amplia gama de tipos de dispositivos, como paneles de control, cerraduras de puertas, luces, enchufes, interruptores, sensores, termostatos, ventiladores, controladores de clima, persianas y dispositivos multimedia, cubriendo casi todos los escenarios en el hogar inteligente.
En cuanto a la industria, ya existen varios fabricantes cuyos productos han obtenido la certificación Matter y están entrando gradualmente al mercado. Por parte de los fabricantes de chips y módulos, Matter también cuenta con un sólido respaldo.
Conclusión
La función más importante de Matter como protocolo de capa superior es derribar las barreras entre diferentes dispositivos y ecosistemas. Cada persona tiene su propia perspectiva sobre Matter: algunos la ven como una salvación y otros como un borrón y cuenta nueva.
Por el momento, el protocolo Matter aún se encuentra en las primeras etapas de su llegada al mercado y enfrenta algunos problemas y desafíos, como costos más altos y un ciclo de renovación más largo para el stock de dispositivos.
En cualquier caso, supone un cambio radical en los años de aburrimiento de los sistemas tecnológicos para hogares inteligentes. Si el sistema antiguo limita el desarrollo tecnológico y la experiencia del usuario, necesitamos tecnologías como Matter para dar un paso al frente y asumir la gran tarea.
No podemos asegurar si Matter será un éxito. Sin embargo, es la visión de toda la industria del hogar inteligente y la responsabilidad de cada empresa y profesional del sector integrar la tecnología digital en la vida doméstica y mejorar continuamente la experiencia digital de los usuarios.
Esperemos que la casa inteligente rompa pronto todos los obstáculos técnicos y llegue realmente a todos los hogares.
Hora de publicación: 29 de junio de 2023