الموضوع الذي سنتحدث عنه اليوم يتعلق بالمنازل الذكية.
عندما يتعلق الأمر بالمنازل الذكية، لا ينبغي لأحد أن يكون على دراية بها.في بداية هذا القرن، عندما ولد مفهوم إنترنت الأشياء لأول مرة، كان المنزل الذكي هو مجال التطبيق الأكثر أهمية.
على مر السنين، ومع التطور المستمر للتكنولوجيا الرقمية، تم اختراع المزيد والمزيد من الأجهزة الذكية للمنزل.لقد جلبت هذه الأجهزة راحة كبيرة للحياة الأسرية وزادت من متعة العيش.
بمرور الوقت، سيكون لديك الكثير من التطبيقات على هاتفك.
نعم، هذه هي مشكلة الحاجز البيئي التي ابتليت بها صناعة المنازل الذكية منذ فترة طويلة.
في الواقع، كان تطوير تكنولوجيا إنترنت الأشياء دائمًا يتسم بالتجزئة.تتوافق سيناريوهات التطبيق المختلفة مع الخصائص المختلفة لتقنيات إنترنت الأشياء.يحتاج البعض إلى نطاق ترددي كبير، والبعض الآخر يحتاج إلى استهلاك منخفض للطاقة، والبعض الآخر يركز على الاستقرار، والبعض الآخر قلق للغاية بشأن التكلفة.
وقد أدى ذلك إلى ظهور مزيج من 2/3/4/5G، وNB-IoT، وeMTC، وLoRa، وSigFox، وWi-Fi، وBluetooth، وZigbee، وThread وغيرها من تقنيات الاتصال الأساسية.
المنزل الذكي، بدوره، هو سيناريو نموذجي لشبكة LAN، مع تقنيات اتصال قصيرة المدى مثل Wi-Fi، وBluetooth، وZigbee، وThread، وما إلى ذلك، في مجموعة واسعة من الفئات والاستخدام المتبادل.
علاوة على ذلك، نظرًا لأن المنازل الذكية موجهة نحو المستخدمين غير المتخصصين، يميل المصنعون إلى بناء منصاتهم الخاصة وواجهات واجهة المستخدم واعتماد بروتوكولات طبقة التطبيقات الخاصة لضمان تجربة المستخدم.وقد أدى هذا إلى "حرب النظام البيئي" الحالية.
لم تتسبب الحواجز بين الأنظمة البيئية في حدوث مشكلات لا نهاية لها للمستخدمين فحسب، بل أيضًا للبائعين والمطورين - حيث يتطلب إطلاق نفس المنتج تطوير أنظمة بيئية مختلفة، مما يزيد بشكل كبير من عبء العمل والتكاليف.
نظرًا لأن مشكلة الحواجز البيئية تشكل عائقًا خطيرًا أمام تطوير المنازل الذكية على المدى الطويل، فقد بدأت الصناعة العمل على إيجاد حل لهذه المشكلة.
ولادة بروتوكول المسألة
في ديسمبر 2019، انضمت Google وApple إلى تحالف Zigbee، حيث انضمتا إلى Amazon وأكثر من 200 شركة وآلاف الخبراء في جميع أنحاء العالم للترويج لبروتوكول طبقة التطبيقات الجديد، المعروف باسم بروتوكول Project CHIP (المنزل المتصل عبر IP).
كما ترون من الاسم، فإن CHIP يدور حول توصيل المنزل بناءً على بروتوكولات IP.تم إطلاق هذا البروتوكول بهدف زيادة توافق الأجهزة، وتبسيط تطوير المنتجات، وتحسين تجربة المستخدم، ودفع الصناعة إلى الأمام.
بعد ولادة مجموعة عمل CHIP، كانت الخطة الأصلية هي إطلاق المعيار في عام 2020 وإطلاق المنتج في عام 2021. ومع ذلك، لأسباب مختلفة، لم تتحقق هذه الخطة.
في مايو 2021، غيّر تحالف Zigbee اسمه إلى CSA (تحالف معايير الاتصال).وفي الوقت نفسه، تمت إعادة تسمية مشروع CHIP إلى Matter (أي "الموقف، الحدث، المادة" باللغة الصينية).
تمت إعادة تسمية التحالف لأن العديد من الأعضاء كانوا مترددين في الانضمام إلى Zigbee، وتم تغيير CHIP إلى Matter، ربما لأن كلمة CHIP كانت معروفة جدًا (كانت تعني في الأصل "رقاقة") ومن السهل جدًا أن تتعطل.
في أكتوبر 2022، أصدرت وكالة الفضاء الكندية أخيرًا الإصدار 1.0 من بروتوكول Matter القياسي.قبل ذلك بوقت قصير، في 18 مايو 2023، تم إصدار Matter الإصدار 1.1 أيضًا.
ينقسم أعضاء اتحاد CSA إلى ثلاثة مستويات: البادئ والمشارك والمتبني.المبادرون هم على أعلى مستوى، وهم أول من شارك في صياغة البروتوكول، وهم أعضاء في مجلس إدارة التحالف ويشاركون إلى حد ما في قيادة التحالف وقراراته.
ساهمت شركتا Google وApple، كممثلين للمبادرين، بشكل كبير في المواصفات المبكرة لـ Matter.
ساهمت Google بطبقة الشبكة الحالية وبروتوكول التطبيق Weave الخاص بالمنزل الذكي الخاص بها (مجموعة من آليات المصادقة القياسية والأوامر لتشغيل الجهاز)، بينما ساهمت Apple بأمن HAP (للاتصال الشامل ومعالجة الشبكة المحلية المحلية، مما يضمن خصوصية وأمانًا قويين). ).
وفقًا لأحدث البيانات على الموقع الرسمي، تم إنشاء اتحاد CSA من قبل إجمالي 29 شركة، مع 282 مشاركًا و238 متبنيًا.
وبقيادة الشركات العملاقة، يقوم اللاعبون في الصناعة بتصدير ملكيتهم الفكرية لـ Matter بشكل نشط، وهم ملتزمون ببناء نظام بيئي كبير وموحد ومتصل بسلاسة.
بنية بروتوكول المادة
بعد كل هذا الحديث، كيف نفهم بالضبط بروتوكول المسألة؟وما علاقتها بالواي فاي والبلوتوث والخيط والزيجبي؟
ليس بهذه السرعة، دعونا نلقي نظرة على الرسم البياني:
هذا رسم تخطيطي لبنية البروتوكول: Wi-Fi وThread وBluetooth (BLE) وEthernet هي البروتوكولات الأساسية (الطبقات المادية وطبقات ربط البيانات)؛لأعلى هي طبقة الشبكة، بما في ذلك بروتوكولات IP؛والأعلى هو طبقة النقل، بما في ذلك بروتوكولات TCP وUDP؛وبروتوكول Matter، كما ذكرنا سابقًا، هو بروتوكول طبقة التطبيق.
لدى Bluetooth وZigbee أيضًا طبقات مخصصة للشبكة والنقل والتطبيقات، بالإضافة إلى البروتوكولات الأساسية.
ولذلك، فإن Matter عبارة عن بروتوكول حصري متبادل مع Zigbee وBluetooth.حاليًا، البروتوكولات الأساسية الوحيدة التي تدعمها Matter هي Wi-Fi وThread وEthernet (Ethernet).
بالإضافة إلى بنية البروتوكول، نحتاج إلى معرفة أن بروتوكول Matter مصمم بفلسفة مفتوحة.
وهو بروتوكول مفتوح المصدر يمكن لأي شخص مشاهدته واستخدامه وتعديله ليناسب سيناريوهات واحتياجات التطبيقات المختلفة، مما سيسمح بالفوائد التقنية للشفافية والموثوقية.
يعد أمان بروتوكول Matter أيضًا نقطة بيع رئيسية.ويستخدم أحدث تقنيات التشفير ويدعم التشفير الشامل لضمان عدم سرقة اتصالات المستخدمين أو العبث بها.
نموذج شبكات المادة
بعد ذلك، ننظر إلى الشبكات الفعلية للمادة.مرة أخرى، يتم توضيح ذلك من خلال الرسم البياني:
كما يوضح الرسم البياني، Matter عبارة عن بروتوكول يعتمد على TCP/IP، لذا فإن Matter هو أي شيء يتم تجميع TCP/IP فيه.
يمكن توصيل أجهزة Wi-Fi وEthernet التي تدعم بروتوكول Matter مباشرة بجهاز توجيه لاسلكي.يمكن أيضًا ربط أجهزة الخيوط التي تدعم بروتوكول Matter بالشبكات القائمة على IP مثل Wi-Fi عبر أجهزة توجيه الحدود.
يمكن توصيل الأجهزة التي لا تدعم بروتوكول Matter، مثل أجهزة Zigbee أو Bluetooth، بجهاز من نوع الجسر (Matter Bridge/Gateway) لتحويل البروتوكول ثم الاتصال بجهاز توجيه لاسلكي.
التقدم الصناعي في المادة
تمثل المادة اتجاها في تكنولوجيا المنزل الذكي.وعلى هذا النحو، فقد حظيت باهتمام واسع النطاق ودعم حماسي منذ بدايتها.
الصناعة متفائلة للغاية بشأن آفاق تطوير المادة.ووفقا لتقرير حديث صادر عن شركة أبحاث السوق ABI Research، سيتم بيع أكثر من 20 مليار جهاز منزلي ذكي متصل لاسلكيا في جميع أنحاء العالم من عام 2022 إلى عام 2030، وستلبي نسبة كبيرة من أنواع هذه الأجهزة مواصفات Matter.
تستخدم Matter حاليًا آلية إصدار الشهادات.يقوم المصنعون بتطوير الأجهزة التي تحتاج إلى اجتياز عملية اعتماد اتحاد CSA من أجل الحصول على شهادة Matter والسماح لهم باستخدام شعار Matter.
وفقًا لـ CSA، سيتم تطبيق مواصفات Matter على مجموعة واسعة من أنواع الأجهزة مثل لوحات التحكم، وأقفال الأبواب، والأضواء، والمقابس، والمفاتيح، وأجهزة الاستشعار، وأجهزة تنظيم الحرارة، والمراوح، وأجهزة التحكم في المناخ، والستائر، وأجهزة الوسائط، وتغطي جميع السيناريوهات تقريبًا في المنزل الذكي.
من ناحية الصناعة، تضم الصناعة بالفعل عددًا من الشركات المصنعة التي اجتازت منتجاتها شهادة Matter وهي تدخل السوق تدريجيًا.من جانب الشركات المصنعة للرقائق والوحدات النمطية، هناك أيضًا دعم قوي نسبيًا لـ Matter.
خاتمة
إن الدور الأكبر الذي تلعبه المادة كبروتوكول الطبقة العليا هو كسر الحواجز بين الأجهزة والأنظمة البيئية المختلفة.لدى الأشخاص المختلفين وجهات نظر مختلفة حول المادة، حيث يرى البعض أنها منقذًا والبعض الآخر يراها صفحة بيضاء.
في الوقت الحالي، لا يزال بروتوكول Matter في المراحل الأولى من طرحه في السوق ويواجه بعض المشكلات والتحديات بشكل أو بآخر، مثل ارتفاع التكاليف ودورة تجديد أطول لمخزون الأجهزة.
على أية حال، فإنه يجلب صدمة للسنوات المملة لأنظمة تكنولوجيا المنزل الذكي.إذا كان النظام القديم يحد من تطور التكنولوجيا ويحد من تجربة المستخدم، فإننا بحاجة إلى تقنيات مثل Matter للتقدم وتولي المهمة الكبيرة.
لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين ما إذا كانت المادة ستنجح أم لا.ومع ذلك، فإن رؤية صناعة المنزل الذكي بأكملها ومسؤولية كل شركة وممارس في الصناعة هي تمكين التكنولوجيا الرقمية في الحياة المنزلية والتحسين المستمر لتجربة الحياة الرقمية للمستخدمين.
نأمل أن يكسر المنزل الذكي قريبًا جميع القيود التقنية وأن يدخل حقًا إلى كل منزل.
وقت النشر: 29 يونيو 2023