استاندارد مَتِر (Matter) و شبکه تِرد (Thread): پایان دردسر ناسازگاری برندها در خانه‌های هوشمند

برای اینکه یک خانه هوشمند بدون نیاز به انبوهی از هاب‌های انحصاری کار کند، دو شرط لازم است: همه دستگاه‌ها باید به یک زبان مشترک در لایه کاربرد صحبت کنند و روی یک شبکه محلی قرار داشته باشند که به فضای ابری یک تولیدکننده خاص وابسته نباشد.

تا همین اواخر، این شرایط در کمتر خانه‌ای مهیا بود. خریداری که یک قفل هوشمند، یک ترموستات و یک لامپ می‌خرید، اغلب مجبور بود با سه اپلیکیشن مختلف کار کند و نمی‌توانست بدون دردسرهای پیچیده نرم‌افزارهای واسطه، این دستگاه‌ها را به هم متصل کند.[4][5]

این پراکندگی و سردرگمی رو به پایان است. «اتحادیه استانداردهای اتصال» (CSA) با حمایت چهار غول فناوری یعنی اپل، گوگل، آمازون و سامسونگ، استاندارد مَتِر (Matter) را به‌عنوان یک زبان مشترک در لایه کاربرد، در کنار تِرد (Thread) که یک شبکه مش کم‌مصرف بر پایه IPv6 است، معرفی کرده‌اند. این دو در کنار هم به یک پریز هوشمند از یک برند اجازه می‌دهند تا کاملاً به‌صورت محلی و مستقیم با سنسور برند دیگری ارتباط برقرار کند.[1][4]

این تحول نشان‌دهنده تغییر بنیادی در نحوه عملکرد این صنعت است. توبین ریچاردسون، رئیس و مدیرعامل اتحادیه استانداردهای اتصال، با تأکید بر نقش حیاتی پلتفرم‌های بزرگ در اجرای این استاندارد می‌گوید: «آنچه به‌عنوان مأموریتی برای گره‌گشایی از پیچیدگی‌های اتصال آغاز شد، به مَتِر ختم شده است؛ یک پروتکل واحد و جهانی مبتنی بر IP که اینترنت اشیا را از اساس متحول خواهد کرد.»[1][5]

برای درک این معماری، خریدار باید زبان را از مسیری که در آن حرکت می‌کند جدا بداند. مَتِر همان زبان است. این استاندارد تعیین می‌کند که یک دستگاه چگونه خود را معرفی کند، فرمان‌ها را بگیرد و وضعیتش را گزارش دهد. تِرد همان مسیر است؛ یک شبکه مش بی‌سیم که مشخصاً برای دستگاه‌های کم‌مصرف مانند سنسورهای باتری‌خور پنجره یا قفل‌های در طراحی شده است.[4]

مَتِر لزوماً فقط به تِرد نیاز ندارد. این استاندارد روی پروتکل استاندارد اینترنت (IPv6) کار می‌کند، به این معنی که می‌تواند برای دستگاه‌های نیازمند پهنای باند بالا مثل دوربین‌ها یا لوازم خانگی روی وای‌فای (Wi-Fi)، یا برای هاب‌های ثابت روی کابل شبکه (Ethernet) اجرا شود. با این حال، تِرد مشکل تخلیه باتری که وای‌فای ایجاد می‌کند را حل کرده و به یک سنسور در اجازه می‌دهد تا با یک باتری سکه‌ای تا دو سال کار کند و در عین حال فوراً به فرمان‌ها واکنش نشان دهد.[2][4]

تِرد روی باند ۲.۴ گیگاهرتز و با استفاده از استاندارد رادیویی IEEE 802.15.4 کار می‌کند و اجازه می‌دهد یک شبکه تِرد تا ۲۵۰ دستگاه را پشتیبانی کند. پل ارتباطی حیاتی در این معماری، «روتر مرزی تِرد» (Thread Border Router) است.

برخلاف شبکه‌های قدیمی‌تر زیگ‌بی (Zigbee) یا زی‌ویو (Z-Wave) که به یک هاب اختصاصی و وابسته به برند متصل به مودم نیاز داشتند، روترهای مرزی تِرد در دل دستگاه‌های روزمره تعبیه شده‌اند. یک اپل هوم‌پاد، گوگل نست هاب یا آمازون اکو می‌تواند به‌عنوان روتر مرزی عمل کرده و ترافیک شبکه تِرد را به شبکه وای‌فای اصلی خانه ترجمه و منتقل کند.[2][3]

ملموس‌ترین مزیت برای یک مستأجر یا صاحب‌خانه، قابلیت «مدیریت چندگانه» (Multi-Admin) است. در گذشته، وصل کردن یک دستگاه به اپل هوم‌کیت به این معنا بود که آن دستگاه برای گوشی اندرویدی هم‌خانه‌تان که از گوگل هوم استفاده می‌کرد، نامرئی می‌شد. قابلیت مدیریت چندگانه مَتِر اجازه می‌دهد یک دستگاه هم‌زمان به چند اکوسیستم متصل شود و تضمین می‌کند که کنترل دستگاه در سطح شبکه انجام می‌شود، نه صرفاً در انحصار یک اپلیکیشن خاص.[1][4]

قابلیت‌های این استاندارد به‌سرعت در حال گسترش است. نسخه ۱.۰ مَتِر در اکتبر ۲۰۲۲ با پشتیبانی از سیستم‌های پایه روشنایی، پریزها و سنسورها عرضه شد. تا ماه مه ۲۰۲۴، اتحادیه CSA نسخه ۱.۳ مَتِر را منتشر کرد که پشتیبانی از لوازم خانگی بزرگ مانند مایکروویو، خشک‌کن و اجاق‌گاز را در کنار دستگاه‌های مدیریت آب و شارژرهای خودروی الکتریکی به آن اضافه کرد.[1]

برای صاحب‌خانه‌ای که به دنبال کاهش قبض‌های مصرفی است، گزارش‌دهی انرژی در مَتِر ۱.۳ مهم‌ترین ویژگی اضافه‌شده است. دستگاه‌ها اکنون می‌توانند توان، ولتاژ و جریان را در لحظه اندازه‌گیری کرده و مصرف کل انرژی را گزارش دهند. این قابلیت به پلتفرم خانه هوشمند اجازه می‌دهد تا به‌طور خودکار زمان شارژ خودروی الکتریکی یا چرخه ماشین لباسشویی را تا ساعات افت مصرف و کاهش نرخ برق به تعویق بیندازد.

امنیت و حریم خصوصی در سطح پروتکل اعمال می‌شوند. دستگاه‌های مَتِر پیش از پیوستن به شبکه، به یک گواهی تأیید هویت نیاز دارند تا اصالت و تأییدیه آن‌ها اثبات شود. علاوه بر این، این استاندارد کنترل محلی را الزامی می‌داند. اگر اتصال اینترنت خانه قطع شود، شبکه‌های محلی تِرد و وای‌فای همچنان به کار خود ادامه می‌دهند؛ یعنی کلید برق همچنان می‌تواند لامپ را روشن کند.[1][2]

با این حال، این گذار کاملاً بی‌دردسر نیست. گواهی مَتِر یک دستگاه صرفاً تأیید می‌کند که آن دستگاه استانداردهای پایه را دارد، اما ویژگی‌های سطح پلتفرم به این بستگی دارد که هر اپلیکیشن اکوسیستم چه امکاناتی را پیاده‌سازی کرده باشد. ممکن است یک خریدار، لوازم خانگی دارای گواهی مَتِر ۱.۳ را تهیه کند، اما متوجه شود که اپلیکیشن خانه هوشمند محبوبش هنوز رابط کاربری خود را برای نمایش معیارهای جدید انرژی به‌روزرسانی نکرده است.[4][5]

علاوه بر این، سخت‌افزارهای قدیمی همیشه نمی‌توانند این جهش را انجام دهند. در حالی که برخی از تولیدکنندگان با ارائه به‌روزرسانی‌های نرم‌افزاری، دستگاه‌های وای‌فای یا تِرد فعلی خود را با مَتِر سازگار کرده‌اند، بسیاری از دستگاه‌های قدیمی زیگ‌بی برای ارتباط با شبکه مَتِر به یک هاب واسط نیاز دارند. برای صاحب‌خانه‌ای که تجهیزات قدیمی زیادی دارد، رویای رسیدن به یک معماری بدون هاب همچنان یک گذار چندساله خواهد بود.[3][4]

بازار خانه‌های هوشمند در حال تغییر مسیر از جنگ بر سر انحصار اکوسیستم‌ها، به سمت رقابت بر سر کیفیت سخت‌افزار و تجربه کاربری است. در شرایطی که اتحادیه CSA در حال آماده‌سازی مشخصات آینده برای دوربین‌ها و مدیریت پیشرفته انرژی است، معماری پایه تثبیت شده است. عامل تعیین‌کننده برای یک خریدار دیگر این نیست که آیا دستگاه با گوشی‌اش کار می‌کند یا نه، بلکه این است که آیا تولیدکننده به‌روزرسانی‌های لازم را برای همگام ماندن دستگاه با جدیدترین نسخه این زبان مشترک ارائه می‌دهد یا خیر.[4][5]