Matter là gì? Tìm hiểu tiêu chuẩn kết nối cho nhà thông minh

Nhà thông minh ngày càng có nhiều thiết bị từ các thương hiệu khác nhau. Một căn biệt thự có thể sử dụng công tắc của hãng này, cảm biến của hãng khác, khóa cửa của một nhà sản xuất khác và điều hòa thuộc một hệ thống riêng. Khi mỗi sản phẩm sử dụng một cách kết nối khác nhau, việc tích hợp toàn bộ ngôi nhà có thể trở nên phức tạp.

Matter được phát triển để giảm bớt sự phân mảnh đó. Đây là một giao thức mở và tiêu chuẩn kết nối dành cho nhà thông minh, hướng tới khả năng giao tiếp giữa các thiết bị và hệ sinh thái khác nhau.

Vậy Matter là gì, hoạt động ra sao và có gì khác với Wi-Fi, Thread hay Zigbee? Để hiểu rõ, trước tiên cần phân biệt Matter với công nghệ mạng mà nó sử dụng.

Matter là giao thức kết nối nào?

Matter là giao thức mở dành cho nhà thông minh do Connectivity Standards Alliance (CSA) phát triển. Giao thức này định nghĩa cách các thiết bị và nền tảng trao đổi thông tin, qua đó tạo ra một cách giao tiếp thống nhất hơn giữa những sản phẩm tương thích.

Điểm quan trọng là Matter không phải Wi-Fi, Thread hay một loại sóng không dây. Matter hoạt động ở tầng ứng dụng, còn Wi-Fi, Ethernet và Thread đảm nhiệm kết nối mạng bên dưới. Nói đơn giản, mạng giúp thiết bị kết nối với nhau, còn Matter quy định cách các thiết bị trao đổi thông tin và chức năng.

Matter cũng không thay thế các nền tảng như Apple Home hay Google Home. Những nền tảng này có thể hỗ trợ Matter để thêm, quản lý và điều khiển các thiết bị tương thích.

Điểm này tạo nên giá trị lớn của Matter: thay vì mỗi nhà sản xuất phải xây dựng một cách tích hợp hoàn toàn riêng biệt, các thiết bị tương thích có thể sử dụng một chuẩn giao tiếp chung.

Kiến trúc và nguyên lý hoạt động của Matter

Matter sử dụng IPv6 cho giao tiếp vận hành và hỗ trợ các công nghệ mạng như Wi-Fi, Ethernet và Thread. Vì vậy, Matter có thể tận dụng hạ tầng mạng sẵn có thay vì cần một mạng riêng chỉ dành cho nhà thông minh.

Wi-Fi và Ethernet phù hợp với những thiết bị cần kết nối ổn định và băng thông cao hơn. Trong khi đó, Thread là mạng không dây dạng lưới dựa trên IPv6, được thiết kế cho thiết bị công suất thấp như cảm biến hoặc một số thiết bị chạy pin.

Bluetooth Low Energy có vai trò chủ yếu trong quá trình thiết lập thiết bị. Khi người dùng thêm một thiết bị Matter mới, Bluetooth có thể hỗ trợ quá trình phát hiện và thiết lập ban đầu. Sau khi hoàn tất, thiết bị sử dụng kết nối IP phù hợp để vận hành.

Với thiết bị Matter chạy trên Thread, Thread Border Router giúp kết nối mạng Thread với hạ tầng IP trong ngôi nhà. Thành phần này có thể được tích hợp trong một thiết bị khác thay vì nhất thiết phải là một bộ riêng biệt.

Matter Controller, Hub và Bridge

Trong một hệ thống Matter, Matter Controller là vai trò cho phép điều khiển các thiết bị Matter đã được kết nối vào hệ thống. Controller không nhất thiết phải là một phần cứng độc lập. Nó có thể được tích hợp trong điện thoại, ứng dụng, bộ trung tâm nhà thông minh hoặc một số thiết bị khác.

Khi thêm một thiết bị mới vào hệ thống Matter, người dùng sẽ thực hiện quá trình thiết lập và xác thực thiết bị (Commissioning) trước khi thiết bị tham gia mạng.

Trong khi đó, Hub là cách gọi phổ biến cho những thiết bị có thể tích hợp một hoặc nhiều vai trò của Matter. Vì vậy, Controller và Hub không phải hai khái niệm hoàn toàn giống nhau. Một Hub có thể chứa Controller, nhưng Controller cũng có thể tồn tại trong những thiết bị khác.

Matter còn hỗ trợ Bridge, cho phép kết nối những thiết bị sử dụng công nghệ khác như Zigbee hoặc Z-Wave vào hệ sinh thái Matter. Nhờ đó, người dùng có thể kết hợp thiết bị cũ với thiết bị Matter mà không nhất thiết phải thay thế toàn bộ hệ thống.

Khả năng tương thích của thiết bị Matter

Khả năng tương tác là một trong những mục tiêu quan trọng nhất của Matter. Khi thiết bị và nền tảng cùng hỗ trợ các chức năng Matter tương ứng, người dùng có thể dễ dàng hơn trong việc kết hợp sản phẩm từ nhiều thương hiệu. Apple cũng mô tả Matter là tiêu chuẩn giúp thiết bị hoạt động giữa nhiều nền tảng và tăng khả năng tương tác trong nhà thông minh.

Tuy nhiên, hỗ trợ Matter không có nghĩa mọi tính năng của thiết bị đều giống nhau trên tất cả nền tảng. Mỗi hệ sinh thái có thể hỗ trợ những nhóm thiết bị hoặc tính năng khác nhau. Vì vậy, một thiết bị có thể kết nối được nhưng vẫn có những chức năng chỉ xuất hiện trong ứng dụng hoặc hệ thống riêng của nhà sản xuất.

Đây là lý do người dùng không nên chỉ nhìn vào logo Matter khi lựa chọn sản phẩm. Ngoài chứng nhận, cần kiểm tra loại thiết bị, phương thức kết nối và những tính năng mà nền tảng đang sử dụng hỗ trợ.

Matter cũng hỗ trợ Multi-Admin, cho phép người dùng kết nối một thiết bị với nhiều nền tảng nhà thông minh cùng lúc. Nhờ đó, một thiết bị Matter có thể được sử dụng trên nhiều hệ sinh thái mà không nhất thiết phải chỉ gắn với một nền tảng duy nhất.

Matter hỗ trợ những thiết bị nào?

Matter được thiết kế cho nhiều nhóm sản phẩm trong nhà thông minh, bao gồm chiếu sáng, thiết bị điện, khóa cửa, điều khiển điều hòa, thiết bị đa phương tiện, cảm biến an toàn và an ninh, rèm cửa và một số loại thiết bị khác.

Phạm vi này tiếp tục mở rộng qua các phiên bản mới. Matter 1.5 bổ sung camera, thiết bị đóng mở, cảm biến đất và các khả năng quản lý năng lượng mới. Matter 1.5.1 tiếp tục cải thiện khả năng hỗ trợ camera.

Đến Matter 1.6, CSA tập trung vào những cải tiến như thiết lập thiết bị thuận tiện hơn, phối hợp giữa nhiều hệ sinh thái và khả năng để thiết bị mô tả rõ hơn về năng lực, trạng thái và thông tin liên quan đến an toàn.

Matter, Wi-Fi, Thread và Zigbee khác nhau như thế nào?

Matter thường xuất hiện cùng Wi-Fi, Thread và Zigbee nhưng bốn công nghệ này không đảm nhiệm cùng một vai trò.

Điểm dễ nhầm nhất là Matter và Thread không phải hai công nghệ cạnh tranh trực tiếp. Thread cung cấp kết nối mạng, còn Matter đảm nhiệm giao tiếp ở tầng ứng dụng. Vì vậy, một thiết bị có thể sử dụng Matter trên Thread. Matter cũng có thể hoạt động trên Wi-Fi và Ethernet.

Zigbee lại là một công nghệ mạng khác. Thiết bị Zigbee không tự động trở thành thiết bị Matter. Khi cần kết hợp hai công nghệ, Bridge có thể đóng vai trò trung gian để đưa thiết bị Zigbee vào hệ sinh thái Matter.

Ưu điểm và giới hạn của Matter trong nhà thông minh

Lợi ích nổi bật nhất của Matter là khả năng tương tác. Người dùng có thêm lựa chọn khi kết hợp thiết bị từ nhiều nhà sản xuất và sử dụng chúng trên các hệ sinh thái hỗ trợ Matter.

Matter cũng dựa trên IP và hỗ trợ kết nối cục bộ, đồng thời có cơ chế chứng nhận sản phẩm. Điều này tạo ra một nền tảng chung để các nhà sản xuất phát triển thiết bị tương thích.

Tuy nhiên, Matter không phải một hệ thống tự động hóa hoàn chỉnh. Nó không thay thế hạ tầng mạng, thiết bị điều khiển hay toàn bộ hệ thống chiếu sáng, điều hòa và an ninh trong một ngôi nhà.

Khả năng tương thích thực tế vẫn phụ thuộc vào thiết bị, nền tảng và tính năng được hỗ trợ. Vì vậy, Matter giúp việc kết nối trở nên thống nhất hơn nhưng không có nghĩa mọi thiết bị của mọi thương hiệu sẽ tự động có đầy đủ tính năng khi kết hợp với nhau.

Matter trong hệ thống nhà thông minh cao cấp

Trong một biệt thự hoặc penthouse, Matter có thể đóng vai trò kết nối và tăng khả năng tương tác giữa nhiều thiết bị. Tuy nhiên, một hệ thống nhà thông minh cao cấp còn bao gồm chiếu sáng, điều hòa, rèm, âm thanh đa vùng, an ninh, mạng và giao diện điều khiển.

Vì vậy, Matter nên được xem là một thành phần trong kiến trúc tổng thể, không phải toàn bộ hệ thống nhà thông minh.

Khi triển khai thực tế, cần xác định yêu cầu sử dụng, cách các hệ thống phối hợp và khả năng mở rộng trong tương lai. Từ đó mới lựa chọn công nghệ phù hợp cho từng lớp của hệ thống.

Câu hỏi thường gặp về Matter

Matter có phải Wi-Fi không?

Không. Matter là giao thức ở tầng ứng dụng và có thể hoạt động trên Wi-Fi, Ethernet hoặc Thread.

Matter có cần Hub không?

Không phải mọi hệ thống Matter đều cần một Hub riêng. Tùy kiến trúc, Matter Controller có thể được tích hợp trong Hub hoặc một thiết bị khác. Với mạng Thread, hệ thống còn cần Thread Border Router phù hợp để kết nối mạng Thread với hạ tầng IP.

Matter có dùng được với Zigbee không?

Có thể kết hợp thông qua Bridge. Thiết bị Zigbee không tự động trở thành thiết bị Matter.

Matter và Thread có giống nhau không?

Không. Thread là mạng không dây dạng lưới dựa trên IPv6 và công suất thấp, còn Matter là giao thức giao tiếp ở tầng ứng dụng. Matter có thể hoạt động trên Thread.

Matter có thay thế Apple Home hoặc Google Home không?

Không. Matter là giao thức và tiêu chuẩn kết nối, còn Apple Home, Google Home và các nền tảng tương tự đảm nhiệm việc quản lý và điều khiển thiết bị.

Kết luận

Matter là một giao thức mở và tiêu chuẩn kết nối dành cho nhà thông minh, được xây dựng để tăng khả năng tương tác giữa thiết bị và các hệ sinh thái khác nhau.

Matter không phải Wi-Fi hay Thread. Matter hoạt động ở tầng ứng dụng và có thể sử dụng Wi-Fi, Ethernet hoặc Thread cho kết nối mạng. Với thiết bị Thread, Thread Border Router giúp kết nối mạng Thread với hạ tầng IP, trong khi Bridge cho phép kết hợp các thiết bị sử dụng công nghệ như Zigbee với hệ sinh thái Matter.

Hiểu đúng mối quan hệ giữa Matter, Wi-Fi, Thread và Zigbee sẽ giúp người dùng lựa chọn thiết bị chính xác hơn. Quan trọng hơn, đây là cơ sở để xây dựng một hệ thống nhà thông minh có khả năng tích hợp và mở rộng phù hợp với nhu cầu sử dụng.