Un article EDN par Rob Alexander
L’émergence de Matter offre un large éventail d’opportunités pour améliorer la connectivité de l’Internet des objets (IoT) et permettre de nouvelles applications et solutions pour les années à venir. Matter est une couche applicative qui permet à différents produits de différents fournisseurs utilisant d'autres technologies de fonctionner ensemble de manière transparente.
Le protocole vise à réduire la fragmentation entre les différents fabricants et à améliorer l’interopérabilité entre les appareils domestiques intelligents et les plateformes IoT de différents fournisseurs. Pour atteindre cet objectif, Matter utilisera le protocole Internet (IP) qui assure l’interopérabilité entre les appareils pour définir une couche d’application standard, quel que soit le protocole réseau sous-jacent.
Si les entreprises IoT veulent garder une longueur d'avance sur le marché en constante évolution d'aujourd'hui, elles auront besoin d'une expertise approfondie des protocoles sans fil Matter IoT sous-jacents, notamment Bluetooth, Thread et Wi-Fi. Dès lors, comment peut-on exactement assurer l'interopérabilité de Matter quel que soit le protocole ? La réponse réside peut-être dans la création de ponts.
Qu'est-ce que le pontage et pourquoi est-il nécessaire
Avec une large base d'installation existante de protocoles Zigbee, Z-Wave et autres protocoles IoT sans fil non basés sur IP, la coexistence sans fil est nécessaire et extrêmement complexe. Il existe actuellement sur le marché plus de 2 100 produits domestiques intelligents certifiés non basés sur IP, prenant en charge une large gamme d'applications. Avec le développement de la norme Matter, ces appareils devront être reliés pour assurer la compatibilité avec le nouveau protocole.
Les produits utilisant Zigbee ou Z-Wave, comme les ampoules Philips Hue, les capteurs SmartThings, le système Ring Alarm et les thermostats Ecobee, sont déjà présents sur les étagères et dans les foyers du monde entier, mais ne sont actuellement pas compatibles avec Matter. En général, la connexion des appareils Zigbee et Z-Wave à Matter impliquera la mise à jour des hubs existants ou l'ajout d'un nouveau pont prenant en charge le nouveau protocole.
Les développeurs ont besoin d'un moyen de connecter Matter à ces appareils et de faire évoluer les appareils domestiques intelligents d'aujourd'hui vers le futur, afin que les consommateurs puissent profiter des avantages de Matter avec leurs produits existants. Même si certaines entreprises peuvent choisir de mettre à niveau leurs appareils finaux sur le terrain s'ils répondent aux exigences de mémoire flash et de RAM, il sera plus judicieux pour les fournisseurs IoT de relier les réseaux de capteurs déjà existants aux réseaux Matter, car cela offrira aux utilisateurs une expérience plus intuitive et plus simple.
Heureusement, un nombre croissant d'entreprises IoT prévoient d'introduire des produits de pontage qui aideront à prendre en charge à la fois les produits Zigbee/Z-Wave déployés et les nouveaux produits Matter qui utilisent Bluetooth Low Energy (LE) pour la mise en service et fonctionnent sur les protocoles Thread, Wi-Fi et Ethernet. Examinons de plus près le fonctionnement d’un pont Matter.
Comment fonctionne le pont Matter
Un pont Matter fonctionne en étendant la connectivité aux appareils IoT non Matter dans une structure Matter et permet aux consommateurs de continuer à utiliser les appareils non Matter existants tels que les appareils Zigbee et Z-Wave avec les nouveaux appareils Matter. Le pont se connecte à chaque appareil à l'aide de leurs protocoles respectifs, tels que Zigbee, Z-Wave ou Bluetooth, puis traduit les messages entre eux dans un protocole Matter qu'ils peuvent tous comprendre.
Ainsi, lorsqu’un appareil envoie un message à l’autre, le pont l’intercepte, le traduit dans le protocole Matter, puis l’envoie à l’appareil récepteur. L'appareil récepteur traduit ensuite le message dans son propre protocole et agit en conséquence.
Essentiellement, le pont Matter agit comme un médiateur entre les appareils domestiques intelligents qui utilisent différents protocoles de communication. Il permet aux appareils de fonctionner ensemble de manière transparente, quels que soient les protocoles qu'ils utilisent. Ceci est particulièrement important pour les consommateurs, qui peuvent posséder des appareils domestiques intelligents de différents fabricants utilisant des protocoles différents.
Avec un pont Matter, ils peuvent connecter tous leurs appareils à un seul réseau et les contrôler à partir d'une seule application ou plateforme. Le diagramme ci-dessous montre à la fois la connectivité entre le réseau Thread et la structure Matter ainsi que la connectivité entre Matter et les réseaux non Matter comme Z-Wave/Zigbee à l'aide d'un périphérique pont.
Voici comment fonctionne un pont Matter en connectant tous les appareils à un seul réseau.
Source : Silicon Labs
Matter sur Thread
Pour permettre la connexion à Matter via Thread, de nombreux fabricants d'appareils domestiques intelligents construisent des routeurs de bordure qui prennent en charge les protocoles Thread et Matter. Ces appareils sont conçus pour agir comme un routeur entre les appareils domestiques intelligents basés sur Thread et les appareils basés sur Matter, leur permettant de communiquer entre eux.
Ce qui rend Thread unique par rapport aux autres ponts et hubs est sa capacité à être intégré à d'autres appareils car il est basé sur IP. Les fournisseurs IoT construisent une variété de périphériques matériels qui agiront comme des routeurs de frontière Thread compatibles avec Matter, tels que des hubs pour maison intelligente, des haut-parleurs intelligents, des serrures intelligentes et un éclairage intelligent pour offrir aux utilisateurs une interopérabilité transparente entre les appareils Matter et non Matter existants.
Dans l’ensemble, tout appareil prenant en charge à la fois Thread et Matter a le potentiel d’agir comme un routeur de frontière entre les deux protocoles. Avec la popularité croissante de Matter, nous sommes susceptibles de voir un nombre croissant d’appareils prenant en charge à la fois Thread et Matter.
De plus, il est possible de combiner la fonctionnalité Thread Border Router avec un Matter Bridge pour permettre la prise en charge des périphériques Matter Thread et non Matter dans un seul hub. En fait, certaines entreprises prennent déjà des mesures pour que cela devienne une réalité. Par exemple, Silicon Labs a récemment publié un kit de développement logiciel (SDK) Unify entièrement fonctionnel, offrant des solutions de pont pour Matter vers Zigbee et Matter vers Z-Wave, ainsi que la possibilité de se connecter aux appareils Matter Thread.
Le SDK propose des solutions de pont pour les appareils Matter vers Zigbee, Matter vers Z-Wave et Matter vers Thread.
Source : Silicon Labs
Unify SDK est un réseau logiciel qui simplifie le développement de l'infrastructure IoT, y compris les produits finaux basés sur des processeurs d'application, les passerelles, les concentrateurs, les ponts et les points d'accès. Chaque composant Unify SDK implémente une interface Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), qui est un protocole de messagerie simple, vers le langage unifié basé sur Dotdot. Il s’agit donc d’une interface modulaire, extensible, légère et bien définie pour l’intégration système.
Bien que Unify SDK fonctionne nativement sous Linux, il est conçu pour la portabilité. L'application de pont Unify-Matter fait partie du SDK Unify et est basée sur le logiciel d'application Matter Bridge de CSA. L'application reçoit les commandes de la bibliothèque de clusters Zigbee (ZCL) sur l'interface du protocole Matter, les traduit en modèle de données Unify Controller Language et les publie sur une interface MQTT.
Améliorer la connectivité dans les futures maisons intelligentes
En utilisant Thread comme protocole sans fil sous-jacent pour les appareils IoT et en ajoutant la prise en charge de Matter via des routeurs de frontière, les fournisseurs IoT facilitent la création d'un écosystème connecté d'appareils fonctionnant ensemble. Les appareils qui ne disposent pas du support natif de Matter peuvent toujours interagir avec Matter via un pont Matter.
Cette approche permet aux consommateurs de choisir parmi une gamme plus large d’appareils et de fabricants, tout en garantissant la compatibilité et la facilité d’utilisation. À mesure que l’industrie continue d’évoluer, nous pouvons nous attendre à voir encore plus d’appareils prenant en charge à la fois Thread et Matter, ce qui facilitera plus que jamais la création d’une expérience de maison intelligente transparente et connectée.