現在、スマート ホーム ソリューションは依然として細分化されており、相互運用性は限られた範囲でしか実現できません。業界全体に共通のハードウェア標準や通信プロトコルが存在しないため、異なるメーカーのスマート TV、スマート照明、スマート冷蔵庫、その他のデバイスを単一の中央制御システムで均一に制御および管理することはできません。Matter 標準のリリースにより、このような厄介な状況を変えるチャンスが到来します。前回の記事では、Matter の起源について簡単に紹介しました。さまざまなシステムがそれぞれのメリットを保ちながら融合するために定義されたMatterについて詳しく議論し、将来のスマートホームシステムの展望を紐解いていきます。

どうした

Matter はスマート ホーム システムの新興標準であり、さまざまなスマート ホーム デバイスとエコ システムを相互接続し、連携して相互運用できるようにすることを目的としています。Matterは、2019年末にApple、Google、Amazon、Zigbee Allianceによって策定されたIoT接続規格「Project CHIP」の前身で、その後、2021年5月に正式に「Matter」に改名されました。

Matter の最大の利点は、相互接続と相互運用性を実現でき、スマート ホーム システムの大規模な導入を容易に加速できることです。ユーザーは、スマート ホーム デバイスの単一ブランドに縛られることがなくなりました。以前は、スマート ホーム デバイスを購入しようとする消費者は、どのスマート ホーム エコシステム (Alexa、Apple HomeKit、Hey Google、Smart Things など) と互換性があるかを確認し、慎重に検討する必要がありました。そのため、購入プロセスが非常に複雑になります。複雑。

スマート ホーム デバイスの OEM にとって、その開発は、ピアツーピア互換性を確保するために、非常に多くのスマート ホーム エコシステムを並行してサポートするという需要に対処する必要があります。そのため、開発が困難になり、コストが高くなります。Matter を使用すると、デバイスの相互接続と相互運用性が大幅に容易になり、開発の難易度が下がり、開発コストが下がります。

Matter は、OEM にとってロイヤルティが無料の一連のオープン スタンダードです。Zigbee Alliance は、この問題をリリースする際に、より多くのベンダーがゲームに参加するよう、より一般的な名前を使用することを期待して、正式に Connection Standards Alliance (CSA) に名前を変更しました。Matter は、ユーザーが QR コードのスキャン、NFC のスワイプ、PIN コードの手動入力によってデバイスを Wi-Fi ネットワークに接続できるようにするユニバーサル デバイス ペアリング メカニズムを設計しました。このプロセスは HomeKit デバイスの登録プロセスと似ていますが、HomeKit デバイスは Apple 独自の通信プロトコルを使用するのに対し、Matter デバイスはユニバーサル プロトコルを使用する点が異なります。各 Matter デバイスには設定コードがあり、ユーザーはそれをさまざまなプラットフォームに登録できるため、プラットフォーム間の障害を調整できます。これは、異なるプラットフォームのユーザーが家庭用機器を並行して制御できることを意味します。音声制御のシナリオでは、さまざまなブランドのスマート スピーカーを使用して、さまざまな部屋のデバイスを制御できます。

Matter は相互接続のプロトコルであるだけでなく、一種の製品認証でもあります。そのロゴは、同じ中心を指す 3 本の矢印で構成されており、Apple、Google、Amazon の提携を表しています。将来的には、Matter 準拠のスマート ホーム デバイスには、デバイス本体とパッケージにこのロゴがタグ付けされる予定です。

物質の構成要素

最上層では、Matter はスマート ホーム デバイス間で通信するための言語とみなすことができます。スマート ホーム デバイスが Matter の言語を使用している限り、ゲートウェイを経由せずに相互に直接通信できます。TCP/UDP は、さまざまな形式のメールやパッケージに似ており、さまざまな送信テクノロジ (下部) を通じて各スマート ホーム デバイスの番地 (IPv6) に送信されます。基盤となるネットワーク テクノロジは、さまざまな速達配送方法と似ています。速度と安定性は異なる場合がありますが、いずれも対応する番号にメールを配信します。

したがって、スマートホームシステムにおけるMatterの役割は非常に重要です。相互運用性を確保するためにさまざまなスマート ホーム デバイスを統合することで、より便利なエクスペリエンスをユーザーに提供します。また、Matter 標準に準拠している限り、OEM は他のベンダーが製造したデバイスと互換性のあるデバイスを製造できるため、OEM にとってもメリットがあります。これにより、開発の難易度とコストが大幅に軽減されます。

マターに何ができるのか

Matter 認定を受けたスマート ホーム デバイスを入手した場合、

• この製品は、HomeKit、Google Home、Alexa、その他のサードパーティ エコシステムなど、Matter をサポートするエコシステムにシームレスに参加し、エコシステムによって提供されるすべての基本機能と高度な機能を使用できます。
• 特定のエコシステムに適したゲートウェイを購入する必要はありません。Home Pod、Apple TV、Nest Audio、Eero ルーター、その他の Matter デバイスなど、Matter をサポートする製品はすべてゲートウェイとして使用できます。
• ゲートウェイを介した通信を行わずに、家庭内のあらゆるブランドの Matter 製品と直接データを交換して操作を実行したり、自動化の一部として操作したりできるため、データ交換の遅延コストが大幅に削減されます。
• 安全なローカル操作メカニズムを備えており、OEM 独自のクラウド サービスにアクセスせずに制御、自動化、アップグレードを実行できます。
• Wi-Fi、イーサネット、または Thread プロトコルを採用しており、その中で Thread の遅延は極めて低いです。
• 複数のエコシステムや複数の管理者がいる家庭にも適用できる、安全なアクセス認証機構を備えており、非常に便利でフレンドリーです。

Matter は当初から、IoT 市場を統合し、OEM が環境に優しい独占を構築するという悪質な競争から、製品の強みと顧客ニーズの洞察に焦点を当てた穏やかな競争に移行できるようにすることを目指しています。

糸と物質

Thread プロトコルは、2015 年に Nest によって提案された新しい通信プロトコルです。同年、Nest は Google に買収されました。したがって、Google はプロジェクト CHIP を設立する際に、Matter の基礎の 1 つとして高度な低電力ネットワーク プロトコルである Thread を提供しました。

イーサネット、Wi-Fi、スレッドは、Matter でサポートされている 3 つの主要な伝送プロトコルです。イーサネットと Wi-Fi は、日常のネットワーク接続やファイル送信に広く使用されています。Thread は、スマート ホーム デバイス向けに特別に設計された Wi-Fi に似ており、低消費電力、高いカバレッジ、その他の機能を備えており、バッテリー駆動のホーム デバイスを長年にわたって稼働し続けることができます。Zigbee や Bluetooth Mesh などの市場の低電力伝送プロトコルと比較して、Thread は帯域幅、安定性、応答時間の点で優れたパフォーマンスを発揮します。中小規模のネットワークでも大規模ネットワークでも、実際の遅延はユーザーが認識できる範囲をはるかに下回ります。さらに、Thread にはメッシュ、自己修復ネットワーク、ノードの自動管理などの機能もあります。

Matter がスマートホームでバリアフリー通信を実現する仕組み

Matter は、数十年にわたって蓄積されてきた Zigbee Alliance の Zigbee Cluster Library (ZCL) を継承し、強化しています。市場のほぼすべてのデバイスがクラスターを使用できます。ZCL は当初 Zigbee プロトコルのみに適用されていましたが、Matter の設立後、ZCL Advanced Platform (ZAP) に拡張されました。Matter をサポートするすべてのデバイスは、使用される通信モードに関係なく、情報交換および制御のための唯一の通信言語として ZAP を使用します。

これまで、スマート ホーム デバイスの言語は統一されていないため、翻訳にはゲートウェイが必要でした。たとえば、以前の HomeKit では、Zigbee スイッチをオフにしたい場合、送信した指示は HAP を介して Zigbee ゲートウェイに送信され、ゲートウェイを介して ZCL に変換されてスイッチを制御します。しかし、Matter にアップグレードすると、送信した指示が Wi-Fi、Ethernet、Thread デバイスに直接送信され、中間デバイスを介さずにデバイスを制御できるようになります。同じ言語を使用して通信すると、可用性が大幅に向上し、コストが削減されます。

Google、Amazon、Apple、Samsung は問題に対してどのような措置を講じるのか

• Google Nest : Google は、関連デバイスをより適切に制御できるよう、Matter 標準をサポートするようにすべての Nest モニターとスピーカーをアップグレードします。Google Voice Assistantテクノロジーを通じて、Matterタグのデバイスを制御できます。さらに、Google は Android フォンと Google ファスト ペア テクノロジーを通じて Matter をサポートし、Matter 製品のマッチング プロセスを新しいヘッドフォンを接続するのと同じくらい簡単にします。
• Amazon Alexa : Amazon は、第 4 世代 Echo を Thread にアップグレードし、Amazon と Wi-Fi ネットワークを接続するためのブリッジを構築します。AmazonのEeroもMatterをサポートし、AlexaスマートホームパートナーがMatterをサポートしやすくするための新しい開発者ツールをリリースする予定だ。
• Apple HomeKit : Apple は iOS 15 で Matter の統合をサポートします。ユーザーは HomeKit を使用して関連する Matter デバイスを管理できます。つまり、スマート ホームをより柔軟にセットアップし、よりシームレスに作業できるようになります。
• Samsung Smart Things : Samsung Smart Things プラットフォームのハブは、Matter をサポートするようにアップグレードされます。この規格はスマートフォン、スマート TV、スマート家電のコントローラーになりますが、Wi-Fi 経由なのかスレッド経由なのかは不明です。さらに、SamsungはCES 2022で、新しいHome HubがMatterをサポートすることも発表しました。

物質の啓示

Matter はまだ 3 ～ 4 年の歴史しかない若いプロトコルです。ただし、過去 20 年間のすべてのスマート ホーム テクノロジーのエッセンスが蓄積されているため、市場で最速の低電力伝送プロトコル、最も安全なアクセスおよび操作モード、最も包括的なデバイス タイプ定義ライブラリを備えています。これらの優れたテクノロジーにより、Matter は IoT 市場での統一性の構築を可能にする競争力を備えています。

CSA が検証する必要があるプラットフォームの数が予想よりもはるかに多いため、Matter 協定のリリースは毎年遅れていました。現在、16 を超えるオペレーティング システムとチップ セット プラットフォームが Matter をサポートすることを約束しています。これらには、Linux、Darwin、Android、Tizen、Zephyr、その他のオペレーティング システム プラットフォームのほか、Infineon、Silicon Labs、TI、NXP、Nordic、Espressif Systems、Synaptics のチップ セット プラットフォームが含まれます。

RF-star Technology がMatter モジュールを発売

有名なワイヤレス IoT ソリューション ベンダーとして、Shenzhen RF-star Technology Co., Ltd. (RF-star) は、Matter プロトコルをサポートするいくつかのワイヤレス通信モジュールを発売しました。これらには、TI CC2652x7、Silicon Labs MG24、Nordic nRF52840 SoC をベースとした Matter over Thread モジュールと、TI CC3235S / CC3235SF SoC をベースとした Matter over Wi-Fi モジュールが含まれており、お客様が製品開発を迅速に完了するのに役立ちます。

RFスターテクノロジーについて

Shenzhen RF-star Technology Co., Ltd. (RF-star) は、無線周波数デバイスに重点を置いているハイテク企業で、10 年以上にわたって低電力 RF 製品のサードパーティ IDH として Texas Instruments によって認定されています。 。RF-star は、BLE、Wi-Fi、Matter、Wi-SUN、Sub-1G、ZigBee、Thread などを含むIoT ワイヤレス モジュールとソリューションのフルセットを提供します。詳細については、同社の Web サイトをご覧ください https: // www.rfstariot.com/またはinfo@szrfstar.comまでお問い合わせください。