الموضوع الذي سنتحدث عنه اليوم له علاقة بالمنازل الذكية.
عندما يتعلق الأمر بالمنازل الذكية ، لا ينبغي لأحد أن يكون غير مألوف معهم. مرة أخرى في بداية هذا القرن ، عندما كان مفهوم إنترنت الأشياء يولد لأول مرة ، كان أهم مجال تطبيق ، هو المنزل الذكي.
على مر السنين ، مع التطوير المستمر للتكنولوجيا الرقمية ، تم اختراع المزيد والمزيد من الأجهزة الذكية للمنزل. جلبت هذه الأجهزة راحة كبيرة للحياة الأسرية وأضافت إلى متعة العيش.
بمرور الوقت ، سيكون لديك الكثير من التطبيقات على هاتفك.
نعم ، هذه هي مشكلة الحاجز البيئي الذي ابتلي به منذ فترة طويلة صناعة المنازل الذكية.
في الواقع ، كان تطوير تكنولوجيا إنترنت الأشياء دائمًا يتميز بالتفتت. سيناريوهات التطبيق المختلفة تتطابق مع خصائص مختلفة لتقنيات إنترنت الأشياء. يحتاج البعض إلى نطاق ترددي كبير ، وبعضهم يحتاج إلى استهلاك منخفض للطاقة ، وبعض التركيز على الاستقرار ، والبعض الآخر قلق للغاية بشأن التكلفة.
وقد أدى ذلك إلى ظهور مزيج من 2/3/4/5G و NB-IOT و EMTC و Lora و Sigfox و Wi-Fi و Bluetooth و Zigbee و Thread وغيرها من تقنيات الاتصالات الأساسية.
The Smart Home ، بدوره ، هو سيناريو شبكة LAN نموذجي ، مع تقنيات اتصال قصيرة المدى مثل Wi-Fi و Bluetooth و Zigbee و Thread ، وما إلى ذلك ، في مجموعة واسعة من الفئات والاستخدام المتقاطع.
علاوة على ذلك ، نظرًا لأن المنازل الذكية موجهة نحو المستخدمين غير المتخصصين ، يميل الشركات المصنعة إلى إنشاء منصاتها الخاصة وواجهات واجهة المستخدم واعتماد بروتوكولات طبقة التطبيق الخاصة لضمان تجربة المستخدم. وقد أدى ذلك إلى "حرب النظام الإيكولوجي" الحالي.
لم تسببت الحواجز بين النظم الإيكولوجية فقط في مشاكل لا نهاية لها للمستخدمين ، ولكن أيضًا بالنسبة للبائعين والمطورين - يتطلب إطلاق نفس المنتج تطويرًا لنظمات بيئية مختلفة ، وزيادة عبء العمل والتكاليف بشكل كبير.
نظرًا لأن مشكلة الحواجز البيئية هي قيد خطير على التطور طويل الأجل للمنازل الذكية ، فقد بدأت الصناعة في العمل على إيجاد حل لهذه المشكلة.
ولادة بروتوكول المادة
في ديسمبر 2019 ، انضمت Google و Apple إلى تحالف Zigbee ، حيث انضموا إلى Amazon وأكثر من 200 شركة وآلاف الخبراء في جميع أنحاء العالم للترويج لبروتوكول طبقة التطبيق الجديدة ، المعروف باسم بروتوكول Chip Chip (Home Over IP).
كما ترون من الاسم ، تتمثل Chip في توصيل المنزل بناءً على بروتوكولات IP. تم إطلاق هذا البروتوكول بهدف زيادة توافق الجهاز ، وتبسيط تطوير المنتج ، وتحسين تجربة المستخدم ودفع الصناعة إلى الأمام.
بعد ولادة مجموعة عمل الرقاقة ، كانت الخطة الأصلية هي إصدار المعيار في عام 2020 وإطلاق المنتج في عام 2021. ومع ذلك ، لأسباب مختلفة ، لم تتحقق هذه الخطة.
في مايو 2021 ، غير تحالف Zigbee اسمه إلى CSA (تحالف معايير الاتصال). في الوقت نفسه ، تمت إعادة تسمية مشروع Chip إلى Matter (بمعنى "الوضع ، الحدث ، المسألة" باللغة الصينية).
تمت إعادة تسمية التحالف لأن العديد من الأعضاء كانوا مترددين في الانضمام إلى Zigbee ، وتم تغيير Chip إلى الأمر ، ربما لأن كلمة Chip كانت معروفة جيدًا (تعني في الأصل "Chip") وسهل التعطل.
في أكتوبر 2022 ، أصدرت CSA أخيرًا الإصدار 1.0 من بروتوكول Matter Standard. قبل ذلك بفترة وجيزة ، في 18 مايو 2023 ، تم إصدار Matter 1.1 أيضًا.
يتم تقسيم أعضاء اتحاد CSA إلى ثلاثة مستويات: البادئ والمشارك والتبني. يعتبر المبادرون على أعلى مستوى ، كونه أول من يشارك في صياغة البروتوكول ، هم أعضاء في مجلس إدارة التحالف ويشاركون إلى حد ما في قيادة التحالف وقراراته.
ساهمت Google و Apple ، كممثلين عن المبادرين ، بشكل كبير في المواصفات المبكرة للمادة.
ساهمت Google بنسجها في طبقة الشبكة وبروتوكول التطبيقات الخاصة بـ Smart Home (مجموعة من آليات المصادقة القياسية والأوامر لتشغيل الجهاز) ، في حين ساهمت Apple في أمان HAP (للاتصال الشامل والتلاعب المحلي LAN ، وضمان خصوصية قوية وأمان).
وفقًا لأحدث البيانات على الموقع الرسمي ، بدأ اتحاد CSA من قبل 29 شركة ، مع 282 مشاركًا و 238 من المتبنين.
بقيادة العمالقة ، يقوم اللاعبون في الصناعة بتصدير ملكيتهم الفكرية بنشاط ويلتزمون ببناء نظام بيئي متصل بسلاسة.
بنية بروتوكول المادة
بعد كل هذا الكلام ، كيف نفهم بالضبط بروتوكول المسألة؟ ما هي علاقتها مع Wi-Fi و Bluetooth و Thread و Zigbee؟
ليس بهذه السرعة ، دعونا نلقي نظرة على الرسم التخطيطي:
هذا هو رسم تخطيطي لهندسة البروتوكول: Wi-Fi ، الخيط ، البلوتوث (BLE) وإيثرنت هي البروتوكولات الأساسية (طبقات الارتباط المادية والبيانات) ؛ أعلى هي طبقة الشبكة ، بما في ذلك بروتوكولات IP ؛ صعودًا هي طبقة النقل ، بما في ذلك بروتوكولات TCP و UDP ؛ وبروتوكول المادة ، كما ذكرنا بالفعل ، هو بروتوكول طبقة التطبيق.
لدى Bluetooth و Zigbee أيضًا طبقات مخصصة لشبكة ونقل وتطبيق ، بالإضافة إلى البروتوكولات الأساسية.
لذلك ، فإن المادة هي بروتوكول حصري متبادل مع zigbee و Bluetooth. حاليًا ، فإن البروتوكولات الأساسية الوحيدة التي تدعمها هي Wi-Fi و Thread و Ethernet (Ethernet).
بالإضافة إلى بنية البروتوكول ، نحتاج إلى معرفة أن بروتوكول المادة مصمم بفلسفة مفتوحة.
إنه بروتوكول مفتوح المصدر يمكن مشاهدته واستخدامه وتعديله من قبل أي شخص يناسب سيناريوهات وتطبيق مختلفة ، مما سيتيح الفوائد الفنية للشفافية والموثوقية.
أمن بروتوكول المادة هو أيضا نقطة بيع رئيسية. يستخدم أحدث تقنية تشفير ويدعم التشفير من طرف إلى طرف لضمان عدم سرقة اتصالات المستخدمين أو العبث بها.
نموذج شبكات Matter
بعد ذلك ، ننظر إلى الشبكات الفعلية للمادة. مرة أخرى ، يتم توضيح هذا بواسطة رسم تخطيطي:
كما يوضح الرسم البياني ، فإن المادة هي بروتوكول قائم على TCP/IP ، لذلك فإن الأمر هو كل ما يتم تجميع TCP/IP.
يمكن توصيل أجهزة Wi-Fi و Ethernet التي تدعم بروتوكول المادة مباشرة بجهاز التوجيه اللاسلكي. يمكن أيضًا ربط أجهزة الخيوط التي تدعم بروتوكول المادة بالشبكات القائمة على IP مثل Wi-Fi عبر أجهزة التوجيه الحدودية.
يمكن توصيل الأجهزة التي لا تدعم بروتوكول المادة ، مثل أجهزة Zigbee أو Bluetooth ، بجهاز من نوع الجسر (Matter Bridge/Gateway) لتحويل البروتوكول ثم الاتصال بجهاز توجيه لاسلكي.
التطورات الصناعية في المسألة
تمثل المادة اتجاهًا في تكنولوجيا المنازل الذكية. على هذا النحو ، فقد تلقى اهتمامًا واسع النطاق والدعم المتحمس منذ بدايته.
الصناعة متفائلة للغاية بشأن آفاق تطوير المادة. وفقًا لتقرير صدر مؤخراً عن شركة أبحاث السوق ABI Research ، سيتم بيع أكثر من 20 مليار أجهزة منزلية متصلة لاسلكيًا في جميع أنحاء العالم من 2022 إلى 2030 ، وستفي نسبة كبيرة من أنواع الأجهزة هذه بمواصفات المادة.
تستخدم Matter حاليًا آلية إصدار الشهادات. يقوم المصنعون بتطوير الأجهزة التي تحتاج إلى تمرير عملية إصدار شهادة CSA Consortium من أجل تلقي شهادة المادة والسماح لها باستخدام شعار المادة.
وفقًا لـ CSA ، ستطبق مواصفات المادة على مجموعة واسعة من أنواع الأجهزة مثل لوحات التحكم ، وأقفال الأبواب ، والأضواء ، والمجتمعات ، والمفاتيح ، وأجهزة الاستشعار ، والترموستات ، والمراوح ، وحدات التحكم في المناخ ، والستائر ، وأجهزة الوسائط ، وتغطي جميع السيناريوهات تقريبًا في المنزل الذكي.
من الناحية الصناعية ، تحتوي الصناعة بالفعل على عدد من الشركات المصنعة التي أصدرت منتجاتها شهادة المادة وتدخل السوق تدريجياً. من جانب شركات تصنيع الرقائق والوحدات ، هناك أيضًا دعم قوي نسبيًا للمادة.
خاتمة
أكبر دور للمادة كبروتوكول الطبقة العليا هو تحطيم الحواجز بين الأجهزة المختلفة والنظم الإيكولوجية. لدى الأشخاص المختلفين وجهات نظر مختلفة حول المسألة ، حيث يرى البعض أنه منقذ والآخرون يرونه كخائفة نظيفة.
في الوقت الحالي ، لا يزال بروتوكول المادة في المراحل المبكرة من الوصول إلى السوق ويواجه بعض المشكلات والتحديات إلى حد ما ، مثل ارتفاع التكاليف ودورة تجديد أطول لمخزون الأجهزة.
في أي حال ، فإنه يجلب صدمة لسنوات أنظمة تكنولوجيا المنازل الذكية. إذا كان النظام القديم يحد من تطوير التكنولوجيا والحد من تجربة المستخدم ، فسنحتاج إلى تقنيات مثل Matter لتكثيف المهمة الكبيرة.
ما إذا كانت المسألة ستكون ناجحة أم لا ، لا يمكننا القول بالتأكيد. ومع ذلك ، فإن رؤية صناعة المنازل الذكية بأكملها ومسؤولية كل شركة وممارس في الصناعة لتمكين التكنولوجيا الرقمية من الحياة المنزلية وتحسين تجربة المعيشة الرقمية للمستخدمين باستمرار.
آمل أن يكسر المنزل الذكي قريبًا جميع القيود التقنية ويأتي حقًا إلى كل منزل.
وقت النشر: يونيو -29-2023