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Matter智慧家庭控制標準協定,用Thread整合智能居家控制系統

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Matter 智慧家庭控制標準協定預計於2022年秋天發布,未來將整合Apple Homekit、Google Home、Amazon alexa 與 SmartThings 等智能居家控制系統。該平台的目標是簡化製造商的開發並增加消費者的兼容性,並圍繞三種技術構建:用於藍牙(BLE)、Wi-Fi、 Thread。

智慧家庭困境

理想的智慧家庭控制將預測需求並立即回應命令,不必為每個設備打開特定的應用程式,也不必記住精確的語音命令和語音助手組合。但,相互競爭的智慧居家控制系統標準使設備的整合變得複雜化,也漸漸的不夠聰明智慧。

科技巨頭試圖透過語音助理作為智慧家庭頂部的控制層,但Amazon Alexa無法與Google Assistant或Apple Siri交談,也無法控制Google或Apple設備,反之亦然。

困境:非本地連接

在使用智能居家系統時,時常需要透過Wi-Fi連接智慧裝置,但用戶幾乎無法檢查途中發生的情況。傳輸是否加密和防竊聽?如果伺服器位於具有不同法律法規的國家(例如中國),誰可以訪問數據?

隨著更多智慧家庭控制廠商加入,並各自連接到各自的伺服器時,這些問題正漸漸擴大。在最壞的情況下,智能居家控制系統與世界各地的伺服器訊號傳輸,個資也因此在各地留下足跡。

除了個資保護問題之外,大量使用Wi-Fi的設備還有另一個問題:對網路的依賴。假設設備太多,佔用網路服務;或者設備商的伺服器訪問失敗,裝置將不在運作。

困境:過多的生態系

Work with Alexa、Homekit、Google Home

當購買家庭互聯網設備(如智慧電視、溫度感測器、智慧門鎖等智能設備)時,會在描述上看到許多不同的標示:Works with Alexa、Works with Apple HomeKit、Works with Google Home、Works With SmartThings。

當購買家庭互聯網設備(如智慧電視、溫度感測器、智慧門鎖等智能設備)時,會在描述上看到許多不同的標示:Works with Alexa、Works with Apple HomeKit、Works with Google Home、Works With SmartThings。

每個標籤都代表了一個不同的智慧家居生態系統(分別是 Amazon Alexa,Apple HomeKit,Google Home和Samsung SmartThings),只要用手機的相機掃描QR code便能連接這些設備,進而從該智慧家庭生態系統的應用程式或智慧揚聲器來控制這些裝置設備。

而在選購智慧家庭控制系統的過程中,這種看似簡單的方法很快就會變得繁瑣。某些設備如 Eve Energy 智慧插座可偵測用電量,但僅支援 Apple Homekit 配合使用,並不能與其他系統配合使用。而如 Alexa、Google Home、SmartThings 支援的洗衣機或烤箱等大型電器,並不支援Apple HomeKit。

現行整合方案:Home Assistant 與 Homebridge

Home Assistant(簡稱為 HA)Homebridge(簡稱為 HB)為兩大智慧家庭控制系統解決方案,HA 可整合幾乎所有的智慧家庭裝置;而HB 較多用於蘋果裝置。HA、HB 兩個體系相較科技巨頭開發的智慧居家控制系統比較,可以串接更多不同廠牌裝置的智能家電,並且有著更高的自由度,但需要的技術門檻較高,需要使用樹莓派(Raspberry Pi,一種微型的單板電腦)且要有一定的Coding技術背景。

home-assistant-整合智慧家庭控制系統

以HA為例,Home Assistant 是一個開源的居家自動控制套件,由來自全世界的DIY愛好者共同打造而成的居家控制中心。它能控制每一個居家智能設備,並可以容納了每一種通訊協議標準、每一種通訊模組、每一個品牌的智慧居家裝置。在智慧居家蓬勃發展時,開發的品牌廠商也越來越多,但也造成相容性低、沒有統一的標準規格、各個品牌需要使用各個App。

智慧家庭的未來:Matter

Amazon Alexa、Google Assistant、Apple Siri

到目前為止,還沒有一個單一的生態系統創造了所有最好的設備。

為了解決上述的問題,則需要統一的標準來規範並運行這些來自不同廠家的智慧裝置,「Matter」便因此成立。

隨著 Matter 智慧家居標準的到來,家中購買、設置和使用連接設備的方式將發生變化。它將使單個設備能夠與選擇的智慧家居系統配合使用,無論是Amazon Alexa、Google Home、Apple HomeKit 還是其他完全不同的東西。

Matter標準協定是什麼?

matter

Matter(buildwithmatter.com) 是亞馬遜、蘋果、谷歌、三星、Zigbee聯盟(Zigbee 類似藍芽的功能,用於智慧家電的訊號傳輸)等廠商於2019年12月宣布合作並成立的智慧家庭協議,主要目標是簡化智能家電產品的品牌和製造商的開發,旨在消除消費者使用智能家居中的不兼容問題。目前 Matter 協議已在測試階段,預計於2022秋季發表。

Matter 的目標是簡化製造商的開發並增加消費者的兼容性,並用於家庭物聯網(智慧家庭)的連線基礎,提供安全、可靠連線、跨裝置的統一連接標準,並且建立在網際網路協定(IP-Based),可透過基於 IP 的網絡技術(Wi-Fi、Thread)跨越智能家居設備和生態系統進行連接。

Matter 發展目標

Matter 標準協議開發時發展目標和原則:

統一標準(Unifying)將在市場上的成熟技術為基礎,產生新的規範
可互操作性(Interoperable)允許在任何經過 Matter 認證的設備之間進行通信,但經過用戶許可
安全(Secure)利用現代安全實踐和協議
用戶控制(User Control)用戶可控制設備操作的授權
聯合(Federated)每個設備都能聯合運行,降低單點故障風險
穩健(Robust)確保設備的完整生命週期 —— 從開箱即用體驗,經操作協議,到正常運行設備之系統管理規範
低消耗(Low Overhead)可以在低計算資源設備上運行
廣泛(Pervasive)由於利用 IP-Based 並可在低計算資源設備上運行,協議可廣泛部署和訪問
靈活生態系(Ecosystem Flexible)足夠靈活以適應不同策略的生態系統中進行部署
簡單操作(Easy to Use)提供流暢、具凝聚力、集成供應、開箱即用的體驗
開源(Open)設計和技術流程皆公開透明,包括對非協議成員開放。

Matter 標準使用網際網路協定(IP-Based)

Matter 標準建立在網際網路協定(IP-Based)之上,使製造商更容易構建與智能家居、語音服務兼容的設備。Matter 將運用 IP 技術在 Wi-Fi 和 Thread 技術上運行,並且支援低功耗藍牙( Bluetooth Low Energy )功能進行設備調整、測試。

設備製造商更容易構建與智能家居和語音服務兼容的設備,使用 Matter 協定認證的裝置配件可以輕易集成到智能家居,例如亞馬遜 Amazon Alexa、蘋果 Apple Homekit Siri、谷歌 Google Home Assistant 等生態系統上運行。通過手機、語音助理輕鬆控制家裡的設備,這是因為 Matter 不介意您使用 iPhone、Android 裝置、或者支持 Siri 、 Alexa 、 Google Assistant 的智能揚聲器。

綜上,Matter 圍繞三種技術構建:用於設置和測試的藍牙(BLE)、用於高頻寬設備的 Wi-Fi(監視器的影像傳輸)、用於低頻寬設備(智能門鎖、智慧插座、溫濕度感測器等)的 Thread。

什麼是 Thread

THREAD-logo
build-on-THREAD

Thread(threadgroup.org) 聯盟成立於2014 年 7 月,是基於 IPv6 的低功耗網狀網絡技術,旨在開發、維護、並推動 Thread 技術作為物聯網(IoT)應用標準。

Thread是一種基於IPv6的低功耗、低延遲的網狀網路(mesh networking)技術,適用於物聯網(IoT) 產品。該技術能容許智能裝置間直接「對話」,可以將每部支援 Thread 的智能裝置視作網絡中一個節點,由此建立一個網狀網絡,節點越多,網絡就越強勁。

Thread – 用於智慧家庭中的低頻寬設備通訊

Thread-network

Thread 透過可靠、安全,快速響應、可透過節點擴展覆蓋範圍、安全且節能的網絡協議,以提升智能家居、智能建築的體驗。作為基於 IP 的開放標準,Thread 允許照明、恆溫器、門鎖、傳感器和智能揚聲器等家庭自動化設備,透過安全、可靠、簡單地集成到智能家居中並直接連接到雲端。

透過 Thread 技術讓各裝置間協同工作,而非每部裝置都需要橋接器(bridge、hub),每部 Thread 支援裝置都是小型路由器,代表無需第三方樞紐或網橋。由於訊號不需先離開系統後回傳,因此連結更快速、可靠。

Thread Group 使命基於 IP、低功耗、安全且面向未來的網狀網絡技術,將網際網路帶入物聯網。
Thread Group 願景通過無縫連接我們生活和工作的設備,成為物聯網的基礎。

結論

Matter的優點與智能居家控制系統為何?

Matter 圍繞三種技術構建:用於設置和測試的藍牙(BLE)、用於高頻寬設備的 Wi-Fi(監視器的影像傳輸)、用於低頻寬設備(智能門鎖、智慧插座、溫濕度感測器等)的 Thread。其發展目標可參考 Matter 發展目標

Thread的優點與智慧家庭控制系統為何?

Thread 透過可靠、安全,快速響應、可透過節點擴展覆蓋範圍、安全且節能的網絡協議,以提升智能家居、智能建築的體驗。目前Google Nest、Apple Homepod、Apple TV、Eve Energy 皆可用 Thread 作為訊號傳輸。

智慧家居公司與智慧家庭廠商推薦

Eve Systems GmbH 成立於 1999 年,總部位於德國慕尼黑,著重於開發豐富的 Apple 生態系統的優質產品方面有著悠久的歷史。透過其強大的 Eve App 能整合不同廠家的智慧家電,並且完美地整合至 Apple Homekit 系統,是 Apple 智慧家電體系不可或缺的一部分。

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