2025年には世界のスマートホーム技術市場は475億ドルとなり,2034年までにCAGRは21.4%になる.この増加は Mate 標準がデバイスの相互運用性を可能にするという事実によるもの.
マスタースタンダードは2019年にオープンソースのスマートホームネットワークを構築するために協力する企業の同盟である IP Connected Home (CHIP) プロジェクトから始まります.標準はバージョン1で発行されました.0は2022年に,バージョン1.5は2025年11月にマター・アライアンス加盟国のいずれかが,マター・認証された製品が,相互とスマートホーム・ハブに接続できるというコミットメントです.Google,Amazon,Apple,サムスンなど
標準の新しいバージョンごとにより多くのデバイスタイプがサポートされ,クラウドゲートウェイを必要とせずにIPv6および低電力,低遅延ネットワーク経由でローカル接続が可能になります.Mater をサポートするデバイスの現在のリストには,スマートライトとソケットが含まれています.電子機器,センサー,カーテン,エアコン,熱ポンプ,太陽光パネル,Wi-Fiルーター,スピーカー,ビデオプレーヤー
消費者はスマートホームネットワークに このようなデバイスを追加する際に 絶え間ない接続性と即時の操作を期待していますOEMは最初からマトリックスアーキテクチャを製品に組み込む必要があります.
材料システムの組成
マスタースマートホームシステム内のデバイスは,次の役割の1つまたは複数の役割を果たすことができる:ゲートウェイ,コントローラ,エッジノード,ターミナルノード,ブリッジ.ゲートウェイはシステムをインターネットに接続し Wi-Fi を使用してコントローラとやり取りします制御器はエッジノードとターミナルノードにコマンドを送信しますエッジノードとブリッジは,ノードとゲートウェイまたはコントローラとの間の情報をロジックを使わずにルートするだけです..
マトリックス・アーキテクチャのもう一つの基本原理は,低電力無線周波数 (RF) 通信を通じて高エネルギー効率を達成することです.デバイス アクセス ネットワーク の初期 稼働 に Bluetooth 接続 が 用い られ ますマスターネットワークは低パワースレッドプロトコルを用いて低レイテンシーで自己修復するメッシュネットワークを作成する.橋は翻訳機として機能しますネットワークにZigbeeなどの他のプロトコルを使用したデバイスを接続する (図1).
マスターインテリジェントホームネットワークのスケッチマップ (拡大するにはクリック)
図1: マスタースマートホームネットワークにはゲートウェイ (青い円),コントローラ (淡い青い円),スレッドボーダールーター (赤い円),ブリッジ (紫い円),エッジノード (緑色の円) と端ノード (オレンジ色の円)画像源:NXP)
マターネットワーク上のデバイスは,無線通信能力 (ナローバンド,Wi-Fi,または両方) とアプリケーションを実行し,通信を管理するためのシングルチップコンピュータ (MCU) を備えている必要があります.デバイスのセキュリティを保証する通信プロトコルとMCU仕様を選択することは,デバイスのネットワーク役割,エネルギー消費特性,および消費者の使用に依存します.端末ノードとしてのスマートバブルは,構造がシンプルで,オン/オフコマンドのみを受信し実行することができます.ルーターはもっと複雑です
インテリジェント・ホーム・ワン・チップ・システム
スレッド・ボーダー・ルーターは メイト・ネットワークが望む エネルギー効率と低レイテンシーと スレッドとWi-Fi通信の管理の複雑さと デバイスのセキュリティ,そしてアプリケーションの実行NXPセミコンダクターのRW61X Wi-Fi 6 Tri-Radioは,1つのチップに処理カーネルを統合し,2.4GHzと5GHz帯域で20MHzチャンネルを送信できるWi-Fiラジオです.運用とメッシュネットワークのための狭帯域ラジオデバイスキーと信頼設定の管理のための安全なエンクラブで,動作するには外部電源の3.3Vのみが必要である (図2).
NXP RW61X Wi-Fi 6 Tri-Radioは,Wi-Fiラジオバンド画像を2つで動作する
図2:RW61X Wi-Fi 6 Tri-Radioは,2.3VのWi-Fiラジオ帯,1.3Vの狭帯域ローカルラジオ,1.260MHzのMCU,および機内安全機能を操作するために,3.3Vの外部電源を使用しています.画像源:NXP)
RW61XのMCUサブシステムは,トラストゾーンTM-Mハードウェアセキュアと1.2MBの静的ランダムアクセスメモリ (SRAM) を搭載した260MHzArm ® Cortex ®- M33カーネルを採用している.MCUは,シリアル周辺インターフェース (SPI) とユニバーサルアシンクロントランシーバー (UART) 経由で機器と通信することができる.センサーと統合回路バス (I2C) インターフェースで通信し,統合回路内蔵オーディオバス (I2S) インターフェースでオーディオ入力機器と通信する.精密な時間プロトコル (PTP) は,チップの物理層 (PHY) によるネットワーク同期を可能にします. 100 Mbps イーサネットモジュール.
RW61XチップはWi-Fi 6ベースのMat-Wi-Fiをサポートし,ネットワーク性能とエネルギー効率を向上させる.RW61Xの内蔵 RF パワーアンプ (PA) と低ノイズアンプ (LNA) は,安定した通信を確保するために125mWの送信力を組み合わせますクラス3 Wi-Fi 保護アクセス (WPA) は暗号化とセキュリティを提供します.
これらのチップは低電力BluetoothまたはIEEE 802経由でMater-over - THREADもサポートできます.15.4また,Bluetooth 5.2 と 5.4 認証を受け,高速 2 Mbps モードを含む様々な Bluetooth 動作モードをサポートしています.暗号化されたPHY経由で長距離で低速でデータを送信するためのリモートモード放送拡張モードでは,機器はより大きなデータパケットを放送し,より簡単に見つけることができます.このナローバンド・ラジオ・モジュールは,RF PAとLNAを使用して 32mWの伝送電力を得ています..
RW61Xチップでは セキュリティは マテリアル・スマート・ホームエコシステムの重要な部分であり エッジロック・セキュア・エンクラブを通じて管理されますこの操作防止ハードウェアは,その証明書でデバイスを認証しますセキュリティブート,デバッグ,更新保護,ハードウェア暗号化, and physical non-cloning functions (PUF) help RW61X chips meet the requirements of Level 3 Assurance of the Internet of Things Platform Security Assessment Standard (Level 3 Assurance and Platform Security Architecture (PSA) Level 3 Certification Framework.