Dans le domaine de la maison intelligente, le développement de l’industrie a longtemps été limité non pas par la « connectivité », mais par le dilemme de la « fragmentation écologique ».
Du BLE au Wi-Fi en passant par Thread, la technologie de communication sans fil est devenue relativement mature et peut essentiellement répondre aux besoins diversifiés des consommateurs en termes de débit de transmission, de distance de transmission, de confidentialité, de sécurité et de stabilité. Il a essentiellement résolu efficacement le problème de « la manière dont les appareils sont connectés à Internet ».
Cependant, à mesure que le nombre d’appareils connectés au réseau augmente et que les maisons intelligentes passent d’une intelligence mono-produit à une intelligence globale, de nouveaux problèmes surgissent.
Il existe des différences dans les méthodes d’expression des données, la logique de contrôle, les politiques de sécurité et même les architectures réseau des différents fabricants de marques, ce qui rend difficile la formation d’une sémantique interactive unifiée et de mécanismes de collaboration.
Cela conduit à une augmentation linéaire de la complexité de l’interopérabilité entre les appareils, et évolue finalement vers un système de maison intelligente sérieusement « écologiquement fragmenté » et difficile à maintenir.
Dans ce contexte, la valeur du protocole Matter est mise en évidence.
Il ne s’agit pas d’un « nouveau protocole » simplement superposé au système technologique existant, mais d’une norme unifiée pour les maisons intelligentes construite sur la couche application.
Le protocole Matter implémente une communication basée sur la couche de transport TCP/UDP et la couche réseau IPv6, et peut s’adapter à diverses technologies réseau sous-jacentes telles que Wi-Fi, Thread et Ethernet.
Matter utilisera une architecture en couches pour séparer les différentes responsabilités et fournir une bonne encapsulation entre les différentes piles de protocoles, de sorte que la logique d’application, la définition des données, le comportement interactif, le codage des messages, le traitement de sécurité et la transmission réseau soient découplés les uns des autres et fonctionnent ensemble.
Dans l’architecture en couches, la couche Application correspond à la logique métier de haut niveau de l’appareil, telle que la fonction d’allumer/éteindre les ampoules et de contrôler les couleurs dans les applications d’éclairage ; la couche Modèle de données définit le modèle de données et les actions de l’application, et l’application utilisera ces données pour interagir avec l’appareil ; la couche Modèle d’interaction définit une série d’interactions entre les appareils clients et les appareils serveur, et ces interactions agissent sur les éléments définis par la couche Modèle de données. Ils permettent à différents types d’appareils d’avoir une représentation cohérente dans le système.
Cela signifie que les lampes, interrupteurs ou capteurs de différents fabricants ne sont plus isolés les uns des autres dans le système, mais interagissent selon le même modèle sémantique, éliminant fondamentalement le problème de « fragmentation écologique » qui tourmente depuis longtemps l’industrie.
Une fois que l’utilisateur a construit une action (action) à l’aide du modèle d’interaction, l’action (action) sera sérialisée dans le format binaire compressé spécifié afin d’être codée pour la transmission réseau. Ce processus est géré dans la couche Action Framing.
La trame d’action codée est ensuite traitée par la couche de sécurité : le message est chiffré et un code d’authentification du message est joint. Ces processus garantissent la confidentialité et l’authenticité des données entre l’expéditeur et le destinataire du message.
Lorsque l’interaction est sérialisée, chiffrée et signée, la couche message construit le format de charge utile à l’aide de champs d’en-tête obligatoires et facultatifs, où les champs d’en-tête spécifient les attributs du message et les informations de routage logique ; lorsque la charge utile est construite par la couche Message Layer, un protocole de transmission de données basé sur IP (protocole TCP ou protocole MRP de Matter) est utilisé.
Une fois que l’autre appareil a reçu les données, le flux de données remonte dans la pile de protocoles, chaque couche inversant les opérations effectuées sur les données par l’expéditeur pour finalement transmettre le message à l’application.
De plus, au niveau de la sécurité, le protocole Matter a élevé la conception de la sécurité au rang d’exigence obligatoire. La communication Matter nécessite un mécanisme de cryptage de bout en bout basé sur DTLS/TLS et met en œuvre l’authentification des appareils et une communication sécurisée via le processus d’établissement de session PASE/CASE.
En termes de structure de réseau, Matter fait également preuve d’une grande flexibilité.
Les appareils Matter peuvent fonctionner sur des réseaux Wi-Fi et peuvent également réaliser une intercommunication directe entre les appareils Thread et Wi-Fi au niveau de la couche réseau IPv6 via des routeurs frontières Thread, créant ainsi un réseau hybride unifié d’appareils à faible consommation et à bande passante élevée.
Cependant, quelle que soit l’avancée de la norme de protocole, il sera difficile de véritablement changer la structure de l’industrie s’il lui manque une voie de mise en œuvre technique. La clé de la véritable application à grande échelle du protocole Matter est de savoir s’il peut être rapidement intégré aux produits réels. Dans ce processus, les solutions modulaires sont devenues un pont clé entre les « normes » et les « produits ».
Par exemple, le HM-MT2401 lancé par Huapu Micro est un module de communication sans fil Matter over Thread basé sur la bande de fréquence 2,4 GHz.
Sa conception se concentre sur l’équilibre entre faible consommation d’énergie et stabilité du réseau.
En intégrant les capacités Thread et en fournissant des antennes PCB et des bases d’antennes externes, le HM-MT2401 peut optimiser les performances de consommation d’énergie tout en garantissant la distance de communication, et convient aux terminaux de maison intelligente typiques tels que les lampes, les interrupteurs, les serrures de porte et divers capteurs.
HM-MT7201 est un autre module de communication sans fil Matter over Wi-Fi. Il convient aux appareils ayant des exigences élevées en matière de débit de données. Il peut aider les appareils à se connecter directement à l’écosystème Matter tout en maintenant les performances de transmission des données.
Ce type de module encapsule des piles de protocoles complexes, des mécanismes de sécurité et des capacités de gestion de réseau au niveau de la couche inférieure, éliminant ainsi le besoin pour les fabricants d’équipements d’implémenter le protocole Matter à partir de zéro.
Cela peut réduire considérablement le seuil de développement et accélérer le lancement du produit.
Dans des applications pratiques, s’appuyant sur le mécanisme multi-Fabric du protocole Matter lui-même, les appareils domestiques intelligents intégrant des modules Matter peuvent être connectés simultanément à des plates-formes grand public telles que Apple Home et Amazon Alexa sans qu’il soit nécessaire de développer différentes versions de systèmes logiciels. Cette capacité a fondamentalement changé la stratégie produit précédente consistant à « lier une écologie unique », rendant les appareils domestiques intelligents véritablement capables d’interopérabilité multiplateforme.
