Le sujet dont nous allons parler aujourd'hui concerne les maisons intelligentes.
En matière de maisons intelligentes, nul ne devrait être ignorant de leur existence. Au début de ce siècle, lorsque le concept d'Internet des objets a vu le jour, le domaine d'application le plus important était celui de la maison intelligente.
Au fil des ans, grâce au développement continu des technologies numériques, de plus en plus d'appareils intelligents pour la maison ont été inventés. Ces appareils ont considérablement simplifié la vie familiale et contribué à un meilleur confort de vie.
Au fil du temps, vous aurez beaucoup d'applications sur votre téléphone.
Oui, il s'agit bien du problème de la barrière écologique qui handicape depuis longtemps le secteur de la maison intelligente.
En réalité, le développement de l'Internet des objets (IoT) a toujours été caractérisé par sa fragmentation. Différents scénarios d'application correspondent à différentes caractéristiques des technologies IoT. Certains nécessitent une large bande passante, d'autres une faible consommation d'énergie, certains privilégient la stabilité et d'autres encore sont très sensibles au coût.
Cela a donné lieu à un mélange de technologies de communication sous-jacentes telles que les technologies 2G/3G/4G/5G, NB-IoT, eMTC, LoRa, SigFox, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Thread et autres.
La maison intelligente, quant à elle, est un scénario LAN typique, avec des technologies de communication à courte portée telles que le Wi-Fi, le Bluetooth, le Zigbee, Thread, etc., dans un large éventail de catégories et d'usages croisés.
De plus, comme les maisons intelligentes sont destinées à des utilisateurs non spécialistes, les fabricants ont tendance à développer leurs propres plateformes et interfaces utilisateur, et à adopter des protocoles de couche applicative propriétaires afin de garantir une expérience utilisateur optimale. C'est ce qui a engendré la « guerre des écosystèmes » actuelle.
Les barrières entre les écosystèmes ont non seulement causé d'innombrables problèmes aux utilisateurs, mais aussi aux fournisseurs et aux développeurs : le lancement d'un même produit nécessite un développement pour différents écosystèmes, ce qui augmente considérablement la charge de travail et les coûts.
Le problème des barrières écologiques constituant une contrainte sérieuse au développement à long terme des maisons intelligentes, l'industrie a commencé à travailler à la recherche d'une solution à ce problème.
La naissance du protocole Matter
En décembre 2019, Google et Apple ont rejoint l'Alliance Zigbee, rejoignant ainsi Amazon et plus de 200 entreprises et des milliers d'experts du monde entier pour promouvoir un nouveau protocole de couche application, connu sous le nom de protocole Project CHIP (Connected Home over IP).
Comme son nom l'indique, CHIP est un protocole de connectivité domestique basé sur les protocoles IP. Lancé dans le but d'améliorer la compatibilité des appareils, de simplifier le développement de produits, d'optimiser l'expérience utilisateur et de dynamiser le secteur, CHIP contribue à l'essor de la connectivité domestique.
Après la création du groupe de travail CHIP, le plan initial était de publier la norme en 2020 et de lancer le produit en 2021. Cependant, pour diverses raisons, ce plan ne s'est pas concrétisé.
En mai 2021, la Zigbee Alliance a changé de nom pour devenir la CSA (Connectivity Standards Alliance). Parallèlement, le projet CHIP a été rebaptisé Matter (qui signifie « situation, événement, matière » en chinois).
L'Alliance a été renommée parce que de nombreux membres étaient réticents à rejoindre Zigbee, et CHIP a été changé en Matter, probablement parce que le mot CHIP était trop connu (il signifiait à l'origine « puce ») et très facile à pirater.
En octobre 2022, la CSA a finalement publié la version 1.0 du protocole standard Matter. Peu de temps auparavant, le 18 mai 2023, la version 1.1 de Matter avait également été publiée.
Les membres du consortium CSA sont répartis en trois niveaux : initiateur, participant et adoptant. Les initiateurs, au plus haut niveau, sont les premiers à participer à la rédaction du protocole, siègent au conseil d’administration de l’Alliance et participent, dans une certaine mesure, à sa direction et à ses décisions.
Google et Apple, en tant que représentants des initiateurs, ont contribué de manière significative aux premières spécifications de Matter.
Google a fourni sa couche réseau et son protocole d'application Weave (un ensemble de mécanismes d'authentification et de commandes standard pour le fonctionnement des appareils) pour sa maison connectée, tandis qu'Apple a fourni HAP Security (pour la communication de bout en bout et la manipulation du réseau local, garantissant une confidentialité et une sécurité élevées).
Selon les dernières données du site officiel, le consortium CSA a été initié par un total de 29 entreprises, avec 282 participants et 238 adoptants.
Sous l'impulsion des géants du secteur, les acteurs de l'industrie exportent activement leur propriété intellectuelle pour Matter et s'engagent à construire un vaste écosystème unifié et parfaitement connecté.
Architecture du protocole Matter
Après toutes ces discussions, comment comprendre exactement le protocole Matter ? Quel est son lien avec le Wi-Fi, le Bluetooth, Thread et Zigbee ?
Pas si vite, regardons un schéma :
Voici un schéma de l'architecture du protocole : Wi-Fi, Thread, Bluetooth (BLE) et Ethernet sont les protocoles sous-jacents (couches physique et liaison de données) ; au-dessus se trouve la couche réseau, y compris les protocoles IP ; au-dessus se trouve la couche transport, y compris les protocoles TCP et UDP ; et le protocole Matter, comme nous l'avons déjà mentionné, est un protocole de couche application.
Bluetooth et Zigbee possèdent également des couches réseau, transport et application dédiées, en plus des protocoles sous-jacents.
Par conséquent, Matter est un protocole incompatible avec Zigbee et Bluetooth. Actuellement, Matter ne prend en charge que les protocoles Wi-Fi, Thread et Ethernet.
Outre l'architecture du protocole, il est important de savoir que le protocole Matter est conçu selon une philosophie ouverte.
Il s'agit d'un protocole open source que chacun peut consulter, utiliser et modifier pour l'adapter à différents scénarios et besoins d'application, ce qui permettra de bénéficier des avantages techniques de transparence et de fiabilité.
La sécurité du protocole Matter constitue également un argument de vente majeur. Il utilise les technologies de chiffrement les plus récentes et prend en charge le chiffrement de bout en bout afin de garantir que les communications des utilisateurs ne soient ni volées ni altérées.
Le modèle de réseautage de Matter
Nous allons maintenant examiner le réseau proprement dit de Matter. Là encore, ceci est illustré par un schéma :
Comme le montre le schéma, Matter est un protocole basé sur TCP/IP, donc Matter correspond à tout ce en quoi TCP/IP est regroupé.
Les appareils Wi-Fi et Ethernet compatibles avec le protocole Matter peuvent être connectés directement à un routeur sans fil. Les appareils Thread compatibles avec le protocole Matter peuvent également être interconnectés à des réseaux IP, tels que le Wi-Fi, via des routeurs de bordure.
Les appareils qui ne prennent pas en charge le protocole Matter, tels que les appareils Zigbee ou Bluetooth, peuvent être connectés à un dispositif de type pont (Matter Bridge/Gateway) pour convertir le protocole, puis se connecter à un routeur sans fil.
Progrès industriels dans le domaine de la matière
Matter représente une tendance majeure dans le domaine de la domotique. De ce fait, elle a suscité un vif intérêt et un enthousiasme considérable depuis son lancement.
Le secteur est très optimiste quant aux perspectives de développement de Matter. Selon un rapport récent du cabinet d'études de marché ABI Research, plus de 20 milliards d'appareils domotiques connectés sans fil seront vendus dans le monde entre 2022 et 2030, et une grande partie de ces appareils répondront aux spécifications de Matter.
Matter utilise actuellement un système de certification. Les fabricants développent du matériel qui doit réussir le processus de certification du consortium CSA pour obtenir le certificat Matter et être autorisés à utiliser le logo Matter.
Selon la CSA, la spécification Matter s'appliquera à une large gamme de types d'appareils tels que les panneaux de commande, les serrures de porte, les lumières, les prises, les interrupteurs, les capteurs, les thermostats, les ventilateurs, les régulateurs de climat, les stores et les appareils multimédias, couvrant presque tous les scénarios de la maison intelligente.
Du point de vue industriel, plusieurs fabricants proposent déjà des produits certifiés Matter, qui font progressivement leur entrée sur le marché. Les fabricants de puces et de modules affichent également un soutien relativement important à Matter.
Conclusion
Le rôle principal de Matter, en tant que protocole de couche supérieure, est de lever les barrières entre les différents appareils et écosystèmes. Les avis divergent quant à Matter : certains le considèrent comme une solution miracle, d’autres comme une page blanche.
À l'heure actuelle, le protocole Matter n'en est qu'à ses débuts sur le marché et se heurte à certains problèmes et défis, tels que des coûts plus élevés et un cycle de renouvellement plus long pour le stock d'appareils.
Quoi qu'il en soit, cela bouleverse les années de stagnation des systèmes domotiques. Si l'ancien système freine le développement technologique et limite l'expérience utilisateur, alors nous avons besoin de technologies comme Matter pour prendre le relais et relever ce défi de taille.
Quant au succès de Matter, il est impossible de l'affirmer avec certitude. Toutefois, l'objectif de l'ensemble du secteur de la maison connectée, ainsi que la responsabilité de chaque entreprise et professionnel du secteur, est d'intégrer les technologies numériques dans le quotidien et d'améliorer sans cesse l'expérience numérique des utilisateurs.
J'espère que la maison intelligente se libérera bientôt de toutes les contraintes techniques et s'installera véritablement dans chaque foyer.
Date de publication : 29 juin 2023