Matter 1.2, cos'è e quali novità introduce per la smart home

Esattamente un anno fa, a ottobre 2022, un nutrito gruppo di leader industriali annunciò l’approvazione delle specifiche finali di Matter. Fu una vera e propria pietra miliare perché produttori che fino ad allora avevano immesso sul mercato dispositivi non interoperabili iniziavano improvvisamente a parlarsi. Matter 1.2 rafforza quel legame mettendo nelle mani degli sviluppatori e degli utenti finali nuove possibilità, capaci di promuovere scenari fino a qualche tempo fa impensabili.

Cos’è Matter 1.2 e come funziona

Prima del lavoro svolto dalla  Connectivity Standards Alliance (CSA), c’erano tante tecnologie per il mondo della smart home e dell’Internet delle Cose che non permettevano di colloquiare reciprocamente. Nel corso di anni si sono quindi formati tanti ecosistemi chiusi, retti da vari produttori, che non ammettevano l’aggiunta di dispositivi realizzati da altre aziende. Si pensi ai tanti dispositivi intelligenti che per funzionare necessitano del loro specifico hub. Il tema dell’interoperabilità tra dispositivi smart è particolarmente sentito dagli utenti, insieme con quello della sicurezza e della privacy.

Matter ha voluto mettere un po’ d’ordine facendo in modo che i dispositivi di produttori diversi possano parlare la stessa lingua e risultare facilmente integrabili all’interno di sistemi predisposti da ogni singolo professionista o utente privato.

Nuovi dispositivi abbracciano lo standard Matter 1.2

L’approvazione delle specifiche Matter 1.2, ha portato il Matter Working Group ad estendere il supporto per l’innovativo protocollo a 9 nuovi tipi di dispositivi. Tra i prodotti di ultima generazione che abbracciano Matter ci sono frigoriferi e congelatori, condizionatori d’aria, lavastoviglie (sono incluse funzionalità di base, come l’avvio remoto e le notifiche di avanzamento oltre ai vari allarmi e notifiche), asciugatrici, robot aspirapolvere, allarmi per fumo e monossido di carboni, sensori della qualità dell’aria, purificatori d’aria e ventole.

L’aggiornamento di Matter appena rilasciato coincide con il rilascio di una nuova e importante versione del pacchetto di sviluppo SDK, di ulteriori strumenti di test e con l’ampliamento del programma di certificazione.

Matter 1.2 introduce ad esempio un meccanismo comune per la configurazione delle serrature smart, un’aggiunta che permette di descrivere l’aspetto del dispositivo (consente rappresentazioni coerenti di ciascun dispositivo lato client), la possibilità di comporre gerarchicamente dispositivi formati usando endpoint complessi. Quest’ultimo punto permette di modellare gli elettrodomestici, gli interruttori multi-unità e apparecchiature multi-light.

I nuovi tag semantici forniscono un modo interoperabile per descrivere la posizione e le funzioni di cluster di dispositivi intelligenti e singoli endpoint. Questa funzionalità è ad esempio utile per rappresentare la posizione e la funzione di ciascun pulsante su un telecomando. Le descrizioni generiche degli stati operativi permettono inoltre di esprimere le diverse modalità operative di un dispositivo e gestirne le funzionalità in modo ancora più efficace.

Come funziona Matter nel dettaglio

Matter utilizza il protocollo Internet (IPv6) a livello di rete e i protocolli UDP e TCP a livello di trasporto. La prima versione, svelata a ottobre 2022, pur essendo compatibile con gli standard WiFi  (IEEE 802.11), Ethernet/LAN (IEEE 802.3) e Thread (IEEE 802.15.4), supportava solo alcune tipologie di dispositivi: lampadine, interruttori della luce, controller di illuminazione, spine e prese, serrature per porte, termostati e altri controller per il condizionamento ambientale, persiane e tapparelle, sensori per la sicurezza domestica (rilevatori di movimento, contatto, monossido di carbonio/fumo).

Il concetto è quello di ricorrere alla rete IP e tecnologie collaudate per connettere e costruire ecosistemi IoT affidabili e sicuri. Matter è anche una certificazione capace di assicurare che qualsiasi oggetto costruito su questo standard è affidabile, sicuro e compatibile.

Thread è un protocollo per le reti rete mesh wireless a basso consumo energetico che facilita la comunicazione affidabile tra i nodi. Consente una copertura estesa e connessioni affidabili per migliorare le prestazioni complessive degli ecosistemi IoT.

Matter getta anche un ponte con le altre tecnologie preesistenti, come Zigbee, Bluetooth Mesh e Z-Wave. Ciò consente ai dispositivi IoT più vecchi di integrarsi a loro volta in un ambiente altamente interoperabile. La compatibilità e l’integrazione senza soluzione di continuità tra i marchi crea di fatto un ecosistema unificato in cui i dispositivi intelligenti funzionano in armonia.

Le due topologie di rete

Nella topologia Single Network, Matter funziona esclusivamente su una rete. Questo significa che la rete Matter può funzionare su una rete Thread 802.15.4 o su una WiFi. L’altra topologia di rete più comune è la rete a stella, che consiste in più reti periferiche collegate da una rete centrale.

Indipendentemente dalla topologia di rete utilizzata, Matter ha in sé il concetto di Fabric. Una Fabric Matter è un dominio di sicurezza che contiene una raccolta di nodi: questi nodi sono identificati e possono comunicare tra loro all’interno del contesto del dominio. Ogni Fabric Matter usa un ID univoco per ciascun nodo all’interno della Fanbric e consta di un ID Fabric unico.

Matter è inoltre suddiviso in una struttura stratificata per separare le diverse responsabilità e incapsulare varie parti dello stack di protocolli.

Uno dei principali vantaggi nell’uso di Matter è la sicurezza migliorata che offre. Il protocollo prevede che tutti i dispositivi abbiano un codice segreto specifico e richiede che tutti i dispositivi abbiano credenziali immutabili, verificabili per accertare che i dispositivi siano certificati. Le credenziali di rete sono fornite al dispositivo Matter dopo esso risulta autenticato e verificato. Ciò contribuisce a mantenere sicura la rete Matter da dispositivi esterni e non sicuri, migliorando notevolmente la sicurezza complessiva della rete.

Chi sostiene Matter

Il consorzio CSA che sovrintende lo sviluppo della tecnologia Matter vede la partecipazione di nomi quali Google, Amazon, Apple, Samsung, LG, Oppo, Siemens, Infineon, STMicroelectronics, Espressif, Schneider Electric, NXP, Nordic Semiconductor, Silicon Labs, Tuya, Huawei, Signify, Legrand, IKEA, Somfy, Haier e moltissimi altri in veste di partecipanti.

Per il testing dei dispositivi, CSA fornisce anche la piattaforma Harness. Essa è utile per garantire che le specifiche e le funzionalità di Matter siano implementate correttamente. Il sistema di test è disponibile come prodotto open source, rendendo più semplice per gli sviluppatori accertarsi che i prodotti si attengano in toto alle specifiche.

L’immagine in apertura è tratta dalla presentazione di CSA.