Tækni fyrir snjallheima hefur þroskast hratt undanfarinn áratug, en samvirkni er enn ein stærsta verkfræðilega áskorun iðnaðarins. Húseigendur búast við að öll tengd tæki vinni saman, óháð vörumerki, á meðan uppsetningaraðilar og kerfissamþættir búast við að skila áreiðanlegum verkefnum með lágmarks stillingartíma.

Í reynd fela margar vélknúnar skyggingaruppsetningar enn í sér margar samskiptareglur, sérstakar gáttir og -vistkerfissértækar gangsetningaraðferðir. Verkefni getur sameinað Apple Home, Google Home, Zigbee lýsingu, Wi-Fi myndavélar og Bluetooth aukabúnað-allt starfandi í sömu byggingu en tala mismunandi „tungumál“.

Mál var kynnt til að takast á við þetta langvarandi-samvirknivandamál. Þróað afConnectivity Standards Alliance (CSA)(Heimild: Connectivity Standards Alliance – Matter Arrives Bringing a Samhæfðara, einfaldara og öruggara internet hlutanna til lífsins,https://csa-iot.org/newsroom/matter-komur/) og studd af helstu tæknifyrirtækjum, þar á meðal Apple, Google, Amazon, Samsung og hundruðum tækjaframleiðenda, setur Matter upp sameiginlegan-lagsstaðal fyrir forrit sem gerir vottuðum tækjum kleift að eiga samskipti á milli mismunandi vistkerfa snjallheima en halda áfram að nota núverandi nettækni eins og Wi-Fi, Ethernet og Thread.

Fyrir framleiðendur snjalla blindmótora er Matter ekki bara önnur þráðlaus samskiptaregla til að bæta við forskriftarblaðið. Það táknar breytingu í átt að staðlaðri samvirkni tækja, einfaldari gangsetningu og meiri-samhæfni til lengri tíma á milli sjálfvirkniverkefna í íbúðarhúsnæði og atvinnuhúsnæði.
 

Þessi grein útskýrir hvernig Matter er frábrugðið Zigbee, þar sem það færir mælanlegan ávinning fyrir vélknúin skyggingarkerfi og hvað verkfræðingar, uppsetningaraðilar og OEM kaupendur ættu að skilja áður en þeir velja Matter-blindmótora.

Íhugaðu dæmigerða íbúðaruppsetningu.
 

Húseigandinn notar nú þegar Apple Home til að stjórna lýsingu, hurðalásum og loftslagsstýringu. Þeir ákveða að gera sex rúllugardínur sjálfvirkar með því að nota mótora sem styðja Zigbee samskipti.
 

Frá sjónarhóli vélbúnaðar eru mótorarnir fullkomlega virkir. Flækjan liggur annars staðar.
 

Vegna þess að Apple Home hefur ekki bein samskipti við Zigbee tæki, þarf venjulega viðbótar Zigbee gátt til að brúa samskipti milli mótoranna og Apple vistkerfisins. Uppsetningarforritið verður að stilla gáttina, para hvern mótor, staðfesta samhæfni fastbúnaðar, tengja gáttina við staðarnetið og ljúka síðan vistkerfissamþættingu áður en sjálfvirkni getur hafist.
 

Hvert viðbótartæki eykur fjölda íhluta sem þarf að setja upp, stilla, viðhalda og styðja allan líftíma kerfisins.
 

Í stærri atvinnuverkefnum verður staðan enn flóknari. Skrifstofubyggingar, hótel og íbúðir sameina oft búnað frá mismunandi framleiðendum í mörgum byggingarstigum. Eftir því sem nýjum tækjum er bætt við verður sífellt erfiðara að viðhalda samvirkni milli mismunandi samskiptastaðla.
 

Margar þjónustuheimsóknir stafa ekki af vélarbilunum sjálfum heldur af samskiptavandamálum eins og breytingum á netstillingum, skipti á stjórnanda, ósamrýmanleika fastbúnaðar eða gáttatengdri bilanaleit. Þó að hlið sé enn mikilvægur hluti af mörgum núverandi snjallhúsaarkitektúrum, kynnir hvert viðbótarþýðingarlag annan punkt þar sem samhæfni eða viðhaldsvandamál geta komið upp.
 

Iðnaðurinn hefur lengi viðurkennt þessa áskorun. Frekar en að búa til annað sérvistkerfi, var markmiðið á bak við Matter að koma á sameiginlegum samskiptaramma sem gerir vottuðum tækjum kleift að vinna saman óháð því hvaða snjallheimilisvettvangur sem endir notandi velur.
 

Einn algengasti misskilningurinn er að Matter komi í stað Zigbee.

Það gerir það ekki.

Efni og Zigbee starfa á mismunandi lögum samskiptaarkitektúrsins.

Zigbee skilgreinir bæði netkerfi og notkunarhegðun fyrir tæki sem starfa í gegnum IEEE 802.15.4 þráðlaus samskipti. Tæki sem nota Zigbee þurfa almennt samhæfðan samræmingaraðila eða gátt til að skiptast á upplýsingum við vistkerfi sem styðja ekki samskiptareglurnar.

Málið tekur aðra nálgun.

Í stað þess að skilgreina nýja þráðlausa tækni, staðlar Matter hvernig tæki lýsa sér, skiptast á skipunum, tilkynna um stöðu og hafa samskipti við stýringar á forritalaginu.

Undirliggjandi flutningur er áfram sveigjanlegur.

Matter-vottaður blindur mótor getur átt samskipti í gegnum:

Wi-Fi

Ethernet

Þráður

á sama tíma og það er nákvæmlega sama virka viðmótið fyrir Apple Home, Google Home, Amazon Alexa eða Samsung SmartThings.(Heimild: Google Home Developers – Matter Primer,https://developers.home.google.com/matter/primer)

Þessi útdráttur gerir framleiðendum kleift að þróa eitt forritslíkan frekar en að viðhalda aðskildum samþættingum fyrir hvert vistkerfi.

Fyrir uppsetningaraðila er hagnýti ávinningurinn minnkuð sundrungu vistkerfisins. Hægt er að taka löggiltan Matter mótor í notkun með því að nota staðlað inngönguferli í stað þess að treysta á -sértækar samþættingaraðferðir á vettvang.

Þó að Matter skilgreini hvernig tæki eiga samskipti, þá veitir Thread eina af nettækninni sem getur flutt Matter umferð.
 

Þráður er lág-afl IPv6 möskva netsamskiptareglur byggð á IEEE 802.15.4 staðlinum. Ólíkt hefðbundnum stjörnu-topology Wi-Fi netkerfum, gerir Thread tækjum kleift að koma skilaboðum á framfæri við hvert annað og búa til sjálf-græðandi net sem getur haldið áfram að starfa jafnvel þótt einstakir hnútar verði ótiltækir.
 

Þessi arkitektúr býður upp á nokkra hagnýta kosti fyrir snjallskyggingarforrit.
 

Í fyrsta lagi styður Thread innfædd IP samskipti. Sérhver tæki taka þátt sem IP hnút, sem gerir bein samskipti við önnur Matter tæki án þess að þurfa að þýða samskiptareglur á forritalagið.(Heimild: Silicon Labs – Matter Developer's Guide,https://docs.silabs.com/matter/2.0.0/matter-start/)

Í öðru lagi bætir möskvakerfi áreiðanleika samskipta í byggingum þar sem þráðlaus merki verða að fara í gegnum veggi, húsgögn eða margar hæðir. Frekar en að treysta á eina þráðlausa leið er hægt að beina skilaboðum í gegnum þráðatæki í nágrenninu þegar við á.
 

Í þriðja lagi er þráður hannaður fyrir lítinn-afl. Þrátt fyrir að blindmótorar séu venjulega-knúnir fyrir rafmagn, gætu tengdir fylgihlutir eins og veggrofar, notendaskynjarar og umhverfisskynjarar starfað á rafhlöðum í langan tíma. Notkun sameiginlegs þráðarnets gerir þessum tækjum kleift að taka þátt í sama sjálfvirknikerfi á meðan viðhalda lítilli orkunotkun.
 

Það er mikilvægt að hafa í huga að Matter over Thread krefst enn aÞráður Border Router(Heimild: Silicon Labs – Matter Documentationhttps://docs.silabs.com/matter/1.0.4/matter-start/)til að tengja þráðarnetið við víðtækara IP-netið. Hins vegar eru margar núverandi snjallheimilisvörur-þar á meðal Apple HomePod mini, Apple TV 4K (2. kynslóð og nýrri), Google Nest Hub (2. kynslóð), Amazon Echo (4. kynslóð) og Samsung SmartThings Station- þegar með Thread Border Router virkni. Fyrir margar nýjar uppsetningar fyrir íbúðarhúsnæði er ekki þörf á neinni sérhæfðri Zigbee gátt þegar samhæfur Matter stjórnandi er þegar til staðar.

Þessi aðgreining er mikilvæg. Mál útrýma ekki netkerfi; í staðinn dregur það úr ósjálfstæði á samskiptareglur-sértækum gáttum með því að nota staðlað IP-samskipti.

Fyrir uppsetningaraðila ræðst árangur snjallt blinduverkefnis sjaldan af því hvort mótor getur snúist eða stöðvað í forstilltri stöðu. Nútíma pípulaga mótorar hafa náð háu stigi vélræns áreiðanleika. Stærri áskorunin felst í samkvæmni í samskiptum allan endingartíma vörunnar.
 

Eftir því sem snjöll heimili verða flóknari hefur samvirkni orðið verkfræðilegt vandamál frekar en einfaldlega hugbúnaðareiginleika. Búast má við að blindur mótor virki samhliða ljósakerfum, notendaskynjara, loftræstibúnaði, raddaðstoðarmönnum og farsímaforritum frá mismunandi framleiðendum. Sérhver viðbótarsamþætting eykur flókið gangsetningu og langtímaviðhald.
 

Matter reynir að einfalda þetta umhverfi með því að staðla hvernig vottuð tæki eiga samskipti við stýringar, óháð vistkerfi snjallheima sem notandinn hefur valið.
 

Fyrir mótorframleiðendur og kerfissamþættara hefur þetta nokkra hagnýta kosti í för með sér.

 

Einn af mikilvægustu byggingareinkennum Matter er stuðningur þess við staðbundin samskipti.
 

Margar fyrstu-kynslóðar snjallheimilisvörur reiða sig mikið á skýjaþjónustu. Skipun sem gefin er út úr farsímaforriti gæti farið í gegnum internetið til ytri netþjóns áður en hún er send aftur í staðbundið tæki. Þó að þessi arkitektúr hafi einfaldað fjaraðgang, kynnti hann einnig frekari leynd og skapaði háð utanaðkomandi netkerfi.(Heimild: Silicon Labs – Matter Developer's Guidehttps://docs.silabs.com/matter/2.0.0/matter-start/)

Efni var hannað með annarri heimspeki.
 

Þegar mögulegt er, hafa vottuð Matter tæki samskipti beint innan staðbundins IP netkerfis. Ef nettengingin er rofin verða staðbundnar sjálfvirknirútfærslur, stöðuuppfærslur tækis og bein stjórnun tiltæk svo lengi sem staðbundinn stjórnandi heldur áfram að starfa.
 

Fyrir heimilisnotendur þýðir þetta almennt að blindstjórnun getur haldið áfram meðan á tímabundnu netleysi stendur.
 

Fyrir viðskiptaverkefni-þar á meðal skrifstofur, hótel, menntaaðstöðu og heilsugæslubyggingar-er ávinningurinn enn mikilvægari. Búist er við að mörg sjálfvirkniverkefni, eins og áætlað skygging, glampastjórnun eða dagsljósastjórnun, starfi stöðugt óháð ytri nettengingu. Staðbundin framkvæmd bætir rekstrarsamfellu með því að draga úr ósjálfstæði á skýjaþjónustu fyrir venjubundna tækjastýringu.
 

Þessi arkitektúr er í takt við víðtækari þróun í sjálfvirkni bygginga, þar sem mikilvægar stjórnunaraðgerðir eru í auknum mæli innan staðarnetsins frekar en að treysta eingöngu á skýjainnviði.

Annar eiginleiki sem Matter kynnti er Multi-Admin.
 

Hefðbundin snjallheimilistæki eru oft tengd einu vistkerfi eða reikningi. Til að flytja tæki frá einum stjórnanda til annars þarf oft að endurstilla verksmiðju, eyða fyrri pörum og endurtaka gangsetningu.

Matter gerir kleift að deila vottuðu tæki á öruggan hátt á milli margra vistkerfa.

Til dæmis getur einn blindur mótor verið tiltækur samtímis fyrir:

Apple heimili

Google Home

Samsung SmartThings
 

að því gefnu að sérhver stjórnandi hafi fengið leyfi við gangsetningu.

Þessi sveigjanleiki býður upp á hagnýta kosti umfram íbúðarhúsnæði.

Í nýkláruðum fjölbýlishúsum geta framkvæmdaraðilar fyrst tekið í notkun tæki til prófunar áður en yfirráðin eru færð yfir til eignastýringar og að lokum til húseiganda. Multi-Admin einfaldar þessar eignaskiptingar án þess að þurfa endurteknar endurstillingar á verksmiðju.
 

Á sama hátt taka atvinnuhúsnæði oft til margra hagsmunaaðila. Aðstaðastjórar, viðhaldsteymi og leigjendur gætu allir krafist mismunandi aðgangs að sama sjálfvirknikerfinu. Matter býður upp á staðlaðan ramma til að deila tækjastýringu á öruggan hátt en viðhalda notendavottun.
 

Einn af þeim-en mikilvægustu-kostum Matter sem minnst hefur verið fjallað um er staðlað tækjalíkan þess.

Sögulega hafa framleiðendur oft innleitt svipaðar aðgerðir með því að nota mismunandi sérsniðnar gagnauppbyggingar. Skipun eins einföld og "lokaðu blindunni í 50%" gæti verið táknuð á mismunandi hátt eftir samskiptareglum eða -tilteknu API frá seljanda.

Þetta ósamræmi krafðist þess að hugbúnaðarframleiðendur og kerfissamþættir bjuggu til samskiptareglur-tiltekna rekla og þýðingarlög fyrir hverja vöruflokk.

Matter tekur á þessu vandamáli með því að skilgreina algengar gerðir tækja, eiginleika, skipanir og samskiptalíkön.

Fyrir gluggahlífarbúnað felur þetta í sér staðlaðar aðferðir til að tilkynna staðsetningu, taka á móti hreyfiskipunum og miðla rekstrarstöðu.

Þar af leiðandi þurfa snjallheimiliskerfi ekki lengur að túlka mörg sérviðmót fyrir vörur sem gegna í meginatriðum sömu virkni.

Þessi samkvæmni einfaldar samþættingu vistkerfa en dregur úr viðhaldi hugbúnaðar með tímanum.

Þótt efni sé mikilvægt skref í átt að samvirkni, ætti ekki að líta á það sem alhliða lausn á öllum samþættingarvandamálum.

Nokkrar hagnýtar takmarkanir eru eftir.

Geta tækisins fer enn eftir útfærslu

Matter skilgreinir staðlaðar aðgerðir fyrir hvern tækjaflokk, en framleiðendur geta haldið áfram að bjóða upp á háþróaða eiginleika utan núverandi Matter forskrift.

Til dæmis gætu sérhæfðar hreyfikvörðunarrútínur, sérhæfð sólar-rakningaralgrím eða framleiðanda-sértækar sjálfvirkniaðgerðir enn krafist sérstakrar forrita.

Með öðrum orðum, Matter bætir samvirkni fyrir algengar aðgerðir en útilokar ekki vöruaðgreiningu.

Stuðningur við vistkerfi heldur áfram að þróast

Efnisvottun kemur á fót sameiginlegum samskiptastaðli, en stuðningur við nýlega kynntar tækjagerðir fer eftir vistkerfaframleiðendum.

Þegar CSA stækkar Matter forskriftina verða Apple, Google, Amazon og Samsung hvert um sig að innleiða stuðning á sínum eigin kerfum áður en notendur upplifa sams konar virkni í öllum vistkerfum.

Fyrir vikið getur framboð á eiginleikum verið tímabundið mismunandi milli stýringa jafnvel þó að undirliggjandi Matter forskrift hafi þegar verið birt.

Þráður netskipulagning skiptir enn máli

Matter over Thread einfaldar samvirkni, en þráðlaus verkfræði er enn mikilvæg.

Stórar íbúðarhúsnæði, atvinnuhúsnæði og fjöl-hæða uppsetningar krefjast enn viðeigandi þráðarnets.

Þrátt fyrir að Thread noti sjálfgræðandi netkerfi,-veltur samskiptagæði að lokum af staðsetningu hnúta, útbreiðslu merkja, byggingarefni og framboði á Border Router.

Uppsetningaraðilar ættu því að halda áfram að meðhöndla þráðlausa áætlanagerð sem verkfræðilegt verkefni frekar en að gera ráð fyrir að Matter tryggi sjálfkrafa hámarksafköst.

Þegar val á samskiptatækni fyrir snjalla blindmótora er engin alhliða „besta“ lausnin. Hver valkostur býður upp á mismunandi-viðskipti eftir uppsetningarumhverfi, vistkerfiskröfum og verkefnisstærð.

Það er mikilvægt að viðurkenna að þessi tækni er ekki bein keppinautur í öllum atburðarásum.

Wi-Fi er áfram viðeigandi fyrir margar sjálfstæðar uppsetningar fyrir íbúðarhúsnæði.

Zigbee heldur áfram að vera víða notað í viðskiptalýsingu og sjálfvirkni heimanetum.

Matter over Thread er sérstaklega aðlaðandi þar sem-langtímasamvirkni milli margra vistkerfa er mikilvægt hönnunarmarkmið.

Í stað þess að skipta út hverri núverandi samskiptatækni, býður Matter upp á staðlað forritalag sem gerir þessari tækni kleift að taka þátt í samkvæmari hætti innan nútíma vistkerfa snjallheima.

Fyrir framleiðendur pípulaga mótora og vélknúinna skyggingarkerfa er stuðningur við Matter ekki bara spurning um að bæta við annarri þráðlausri einingu. Það hefur áhrif á vöruarkitektúr, vélbúnaðarþróun, vottunaráætlun og langtímaviðhald.
 

Ólíkt séreignarvistkerfum, krefst Matter vottun að farið sé að sameiginlegri forskrift sem viðhaldið er af Connectivity Standards Alliance (CSA). Vottuð tæki verða að innleiða staðlaðar gerðir tækja, öryggiskerfi, gangsetningaraðferðir og kröfur um rekstrarsamhæfi áður en þau geta sýnt Matter vottunarmerkið.
 

Frá verkfræðilegu sjónarhorni breytir þetta vöruþróun á nokkra vegu.
 

Í fyrsta lagi verður vélbúnaðarhönnun staðlaðari. Í stað þess að viðhalda sérstakri umsóknarrökfræði fyrir mismunandi vistkerfi snjallheimila geta framleiðendur þróað í kringum sameinað samskiptalíkan á meðan þeir halda áfram að styðja mismunandi flutningstækni eins og Wi-Fi eða Thread.

Í öðru lagi verða samvirkniprófanir sífellt mikilvægari. Gert er ráð fyrir að Matter-blindmótor sé í stöðugum samskiptum við stýringar frá mörgum söluaðilum frekar en að starfa eingöngu innan eins vistkerfis. Þetta leggur meiri áherslu á staðfestingu á fastbúnaði, samræmi við samskiptareglur og-langtíma hugbúnaðarviðhald.
 

Að lokum er öryggi ekki lengur valfrjáls eiginleiki. Matter kynnir lögboðna auðkenningu, staðfestingu tækja og dulkóðuð samskipti sem hluta af vottunarferlinu. Framleiðendur þurfa því að huga að netöryggi allan líftíma vörunnar frekar en að líta á það sem viðbótarhugbúnaðareiginleika.
 

Fyrir OEM birgja þýðir það að samþykkja Matter einnig að undirbúa vörur fyrir fjölbreyttari vistkerfi viðskiptavina. Eftir því sem Apple, Google, Amazon, Samsung og aðrir söluaðilar halda áfram að auka Matter stuðning, búast kaupendur í auknum mæli við að ný snjalltæki samþættist núverandi kerfum án þess að treysta á sérgáttir eða vettvangssértæk forrit.

Hjá WJZ Motor er áhersla okkar ekki eingöngu á að styðja nýjan samskiptastaðal heldur á að tryggja að snjallir blindmótorar séu áfram samhæfðir sjálfvirknivistkerfum í þróun yfir endingartíma þeirra.

Þar sem efnisupptaka heldur áfram í íbúðar- og atvinnuverkefnum beinist verkfræðivinna okkar að þremur sviðum.

Samvirkni

Blindmótorar ættu að eiga í stöðugum samskiptum við vottaða Matter stýringar á sama tíma og þeir viðhalda áreiðanlegum staðbundnum rekstri þvert á studd vistkerfi.

Frekar en að fínstilla vörur fyrir einn snjallheimilisvettvang er samvirkniprófun ætlað að sannreyna hegðun undir mismunandi útfærslum stjórnanda og gangsetningaratburðarás.

Viðhald fastbúnaðar

Samskiptastaðlar halda áfram að þróast.

Matter hefur þegar þróast í gegnum margar forskriftaruppfærslur frá fyrstu útgáfu, þar sem hver útgáfa stækkar tækjaflokka og bætir samvirkni. Það er því mikilvægt atriði við vöruþróun að viðhalda samhæfni fastbúnaðar með tímanum.

Fyrir OEM viðskiptavini getur-langtíma fastbúnaðarstuðningur dregið úr flutningskostnaði í framtíðinni eftir því sem vistkerfi halda áfram að þroskast.

Hagnýt kerfissamþætting

Samskipti eru aðeins einn hluti af vélknúnu skyggingarkerfi.

Mótorafköst, takmörkunarnákvæmni, hávaðastig, togstöðugleiki og rafmagnsáreiðanleiki eru jafn mikilvæg.

Þróunarhugmynd okkar er að sameina stöðuga hreyfistýringu við staðla-samskipti, sem gerir kerfissamþættingum kleift að einbeita sér að framkvæmd verkefna frekar en samhæfni samskiptareglna.
 

Snjallbyggingaiðnaðurinn er að færast í átt að meiri samvirkni frekar en meiri sundrungu.

Á síðasta áratug hafa framleiðendur þróað sjálfstætt vistkerfi til að aðgreina vörur sínar. Þó að þessi nálgun hafi hraðað nýsköpun skapaði hún einnig eindrægniáskoranir fyrir uppsetningaraðila, samþættingaraðila og endanotendur.

Efni táknar aðra stefnu.

Í stað þess að skipta út núverandi nettækni býður það upp á sameiginlegt tungumál sem gerir vottuðum tækjum kleift að vinna á milli margra vistkerfa á sama tíma og samkeppni á vélbúnaðar- og hugbúnaðarstigi varðveitist.

Fyrir snjalla blindmótora þýðir þetta að samskipti verða minna háð sérsamþættingum og einbeita sér meira að stöðluðum samskiptum.

Umskiptin verða ekki á einni nóttu.

Milljónir Zigbee, Z-Wave og Wi-Fi tækja eru enn í notkun og þessi tækni mun halda áfram að gegna mikilvægu hlutverki í mörgum uppsetningum um ókomin ár, hins vegar, fyrir ný snjallskyggingarverkefni þar sem langtímasamvirkni er forgangsverkefni, er Matter sífellt að verða hluti af verkfræðiumræðunni frekar en tilraunatækni.(Heimild: Madadi-Barough o.fl., Matter: IoT Interoperability for Smart Homes, arXiv, 2024.https://arxiv.org/abs/2405.01618)

Hvort sem þeir tilgreina mótora fyrir sjálfvirkni íbúðarhúsnæðis, skrifstofubyggingar í atvinnuskyni, hótelum eða stórum-húsnæðisþróun, ættu verkfræðingar ekki aðeins að meta samhæfniskröfur nútímans heldur einnig hvernig samskiptastaðlar eru líklegir til að þróast í gegnum endingartíma vörunnar.