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Che cos’è Matter: il nuovo protocollo per la domotica

Matter per la domotica

(articolo redatto da Pierluca Pierro e Alessio Civillo)

TI sarà capitato tante volte di voler acquistare un nuovo smart device e di rimandare o demandare l’acquisto a causa del controllo della compatibilità con il sistema di domotica in uso. entro fine anno, sarà operativo il nuovo protocollo Di interoperabilità Matter. Scopriamone di più in questo approfondimento.

Indice dei contenuti

Le tecnologie di connessione

I dispositivi smart possono connettersi alla rete attraverso tre principali tecnologie : Wi-Fi, Zigbee o Z-Wave.

Nel caso di dispositivi Wi-Fi e quindi basati su protocollo TCP/IP, questi si connettono direttamente ad Internet e al servizio cloud del produttore attraverso la rete locale.

Per quanto riguarda le altre tecnologie wireless:  Zigbee e Z-wave è necessario un gateway  (per portare le attuazioni/sensing da tecnologia Zigbee/Z-Wave a logica IP) che permetta di connettere i device al cloud.

Per tutte e tre le tecnologie suddette, comunque, le integrazioni tra i vari sistemi avvengono attraverso autenticazioni e collegamenti sui portali dei produttori. Affinchè ci siano le interazioni tra dispositivi all’interno delle abitazioni seppur distanti pochi metri occorre avere una connessione Internet funzionante.

Ma perché ad oggi acquistiamo dispositivi con tecnologie diverse? Quale è la migliore tra le tre? Come sempre non esiste una migliore della altre, ma ognuna offre dei vantaggi.

I device basati su wi-fi non hanno bisogno di un gateway per funzionare, ma hanno un alto consumo energetico (dovuto all’utilizzo continuo dell’intero stack TCP/IP) superiore alle altre ed inoltre occorre anche avere la copertura wi-fi in tutti i punti dell’abitazione in cui sono presenti i device.

Zigbee e Z-Wave hanno un bassissimo consumo energetico e una bassa latenza. Inoltre se si riesce a creare una rete mesh all’interno dell’abitazione è possibile che ogni device possa fare da ponte verso un altro per cui la rete si può estendere in maniera semplificata. Zigbee ha dalla sua l’essere una tecnologia Open ed è supportato da un consorzio dei produttori, ma questo non basta a risolvere il problema della compatibilità assoluta.

Ciò che veramente fa la differenza è l’introduzione di algoritmi che sono in grado di sfruttare le caratteristiche della meccanica quantistica, ovvero la sovrapposizione degli stati e l’entanglement.

Finalmente, entro fine anno, sarà operativo un protocollo che ha con sé i vantaggi di tutte le tecnologie.

Di questo protocollo si parla da tempo ed è stato nuovamente annunciato il 9 Maggio durante le Google Keynote : lo standard Matter.

Gli analisti ritengono che lo standard di interoperabilità di Matter avrà un impatto analogo a quello che Internet ha avuto negli anni Novanta.

Che cos’è Matter

Matter, è un nuovo protocollo di interoperabilità per la casa intelligente lanciato dallo sforzo congiunto dalle più grandi aziende che operano nel mercato della tecnologia.

È facile intuire che, lavorando tutti ad un progetto come questo, i vantaggi in termini economici e tecnologici saranno incredibili.

L’obiettivo è mettere ordine al concetto di casa intelligente. Attualmente, l’ecosistema della casa intelligente deve disporre di uno o più hub per le diverse tecnologie con lo svantaggio che oltre a non essere compatibili tra loro, mettono l’utente in condizioni di avere più sistemi da gestire.

Matter nasce dal progetto  CHIP (Project Connected Home over IP). Il progetto, annunciato nel dicembre del 2019, ha tra i fondatori i maggiori colossi dell’IT: Amazon, Apple, Google, Samsung SmartThings, Comcast e la Zigbee Alliance (ora chiamata Connectivity Standards Alliance).

L’obiettivo dei due progetti rimane lo stesso ovvero: garantire l’intercambiabilità dei device e garantire la comunicazione tra tutti i sistemi IoT tra e con i sistemi domotici.

Matter si propone quindi come la soluzione in grado di permettere l’intera interoperabilità attraverso i seguenti punti di forza:

  • Semplicità. La gestione e configurazione degli apparati è facilitata.
  • Interoperabilità. È possibile la semplice integrazione tra brand differenti.
  • Affidabilità. Attraverso connessioni stabili.
  • Sicurezza. Connessioni sicure ma intuitive per gli utenti.
  • Flessibilità. Sarà possibile gestire e controllare ecosistemi diversi.

I tre protocolli di comunicazione wireless su cui è basato Matter sono

  • Bluetooth per la prima configurazione,
  • Wi-fi/Wi-Fi6 per trasmettere dati ad alta velocità,
  • Thread, protocollo radio che permette di creare reti mesh a bassa potenza basata su IPv6 e a basso consumo.

Thread come tecnologia si basa su un dispositivo analogo all’ hub dello Zigbee, che nel caso di Matter si chiama border router.

Un Border Router è un dispositivo solitamente alimentato a corrente, ad esempio un Google Nest Hub, Amazon Alexa, etc. Il ruolo del Thread Border Router è quello di formare il collegamento tra la rete domestica dell’utente o la rete aziendale, utilizzando lo standard radio wireless IEEE 802.15.4. Non è necessario convertire i pacchetti di dati, poiché Thread utilizza lo stesso protocollo IPv6 di Internet e delle reti domestiche e degli edifici, rendendo i dispositivi Thread Border Router semplici. Inoltre, per le situazioni più complesse, Thread permette di avere più Border Router sulla stessa rete

Nella figura sottostante è riportata una rete per la Smart Home basata su dispositivi Matter.

rete per la Smart Home basata su dispositivi Matter

Fonte: https://www.threadgroup.org/news-events/blog/ID/291/Typical-Thread-Network-Topologies–Smart-Homes-with-Matter-Commercial-Buildings

 

Esistono già prodotti compatibili Thread e alcune aziende hanno anche rilasciato o rilasceranno aggiornamenti, ma essendo Thread implementato a livello hardware sarà difficile per i prodotti Zigbee essere aggiornati a Thread, visto che tale aggiornamento sarebbe dovuto essere previsto fin dall’inizio.

Sebbene il repository di codice Matter sia open-source con licenza Apache, la specifica Matter è concessa in licenza da CSA

I vantaggi del protocollo Matter

Una volta adottato, Matter porterà grossi vantaggi sia ai clienti sia ai produttori di devices domotici.

I clienti avranno a disposizione una gamma più ampia di opzioni, oltre ad avere una connettività più affidabile. I produttori di dispositivi dovrebbero essere in grado di ampliare il proprio pubblico e dedicare meno tempo all’abilitazione del supporto della piattaforma, mentre gli stessi creatori della piattaforma dovranno preoccuparsi meno di instaurare partnership per l’integrazione dei device all’interno delle piattaforme.

La necessità di connessioni affidabili è fondamentale per un corretto funzionamento del sistema: i device domotici sono spesso sparsi in più stanze o all’esterno e si possono sconnettere periodicamente dalla rete nel caso in cui i segnali wi-fi o zigbee siano al minimo.

Le interruzioni di linea possono anche essere un problema per gli utenti che abbiano in casa molteplici dispositivi Wi-Fi, poiché gli apparati normalmente forniti dai provider di telecomunicazioni riescono a gestire un numero finito di connessioni simultanee.

Il problema del sovraccarico dovrebbe diventare minimale con Wi-Fi 6, ma i dispositivi con Matter over Thread possono rimuovere completamente il problema.

Entro l’autunno del 2022 dovrebbe essere completata la specifica Matter, così come sarà rilasciato l’SDK di sviluppo.

A partire dalla fine del 2022, poi, dovrebbero essere messi in commercio i primi dispositivi certificati Matter.

Le aziende coinvolte

Le grandi aziende che partecipano a Matter sono:
IKEA, Samsung SmartThings, Signify (Philips Hue), Amazon, ASSA ABLOY, Comcast, Espressif Systems, Eve Systems, Google, Grundfos Holding A/S, Huawei, Infineon Technologies, LEEDARSON, Legrand, Nanoleaf, Nordic Semiconductor, NXP Semiconductors, Qorvo, Resideo, Schlage, Schneider Electric, Signify, Silicon Labs, SmartThings, Somfy, STMicroelectronics, Texas Instruments, Tuya Smart, ubisys, Wulian, e Zumtobel Group.

Nella Keynote di maggio 2022 Google ha annunciato che supporterà Matter anche tramite i device Android. All’interno dei device saranno presenti funzionalità e tool che permetteranno una facile configurazione dei dispositivi. Inoltre l’app Google Home permetterà la configurazione completa dei dispositivi Matter.

Anche Apple ha annunciato sta lavorando per un maggior supporto a Matter a livello di sistema operativo e di app Home.

Quanto è importante Matter per la domotica?

Google ha annunciato che tutti i display e gli altoparlanti Nest saranno aggiornati per consentire di controllare i dispositivi approvati da Matter. Ciò significa che l’Assistente Google sarà in grado di controllare qualsiasi dispositivo con il timbro Matter su di esso. Lo stesso termostato Nest supporterà Matter. Quindi finalmente potranno essere controllati anche altri assistenti smart (ad esempio Amazon Echo) .

Anche altri vendor quali Signify (la società che produce Philips Hue e WiZ) e Nanoleaf (produttore di illuminazione intelligente) aggiorneranno sia i vecchi sia i nuovi dispositivi per renderli compliant con Matter.

Secondo gli analisti, se i prodotti domotici non saranno aggiornati al nuovo standard, dovranno essere ben presto essere sostituiti.

Conclusioni

A breve all’utente finale  basterà accertarsi della presenza di una tecnologia e non dovrà più brancolare nel buio per assemblare un sistema di domotica casalingo.


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