Nature Matter Kaigi での発表資料です https://nature.connpass.com/event/289464/
2023/07/19 @ Nature Matter KaigiMatter を Remo nano ではじめよう
View Slide
⾃⼰紹介- ⽥井 秀昭- ハードウェア + メディアテクノロジーを楽しんでいる⼈- Arduino / 回路 -> 光‧⾳‧ロボティクス‧ウェアラブル- Nature SWE (FW) <- Rhizomatiks HW <- 電機メーカー HW- HP / GitHub / Twitter
#NatureMatter
Matter の概要を理解してMatter を Nature Remo nano ではじめましょう！
1. Matter ってなに？2. Matter のシンプルで統⼀された設定3. Matter の相互運⽤性を実現するシステム4. Matter と IR の Bridge を実現するシステム5. Matter をはじめよう！
スマートホームを実現したい！でも…メーカーごとに通信⽅式も設定⽅法もアプリもバラバラ…つらい…出典: https://csa-iot.org/newsroom/all-about-choice-multi-admin-in-matter-gives-users-more-flexibility-and-unlocks-smart-home-innovation/
スマートホームのつらみを Matter が解決してくれるかも様々な通信⽅式を意識せず、統⼀されたシンプルな設定⽅法で、ひとつのアプリに集約！出典: https://csa-iot.org/newsroom/all-about-choice-multi-admin-in-matter-gives-users-more-flexibility-and-unlocks-smart-home-innovation/
スマートホームのつらみを Matter が解決してくれるかもWiFi‧Thread‧ZigBee… 様々な通信⽅式を Matter でまとめて制御！出典:https://docs.espressif.com/projects/esp-matter/en/main/esp32/introduction.html
Nature Remo nano: 世界初の Matter-IR Bridge2023/07/04 に、世界初の Matter-IR Bridge である Nature Remo nano が発売！ (3,980円)
Matter で Nature Remo nano が実現することMatter を介して、様々な⾚外線操作の家電を動かすことが可能に！
Matter でお⼿軽に遊べるデバイスが 3,980 円で⼿に⼊るなんて、最⾼ですね？
Matter のシンプルな設定はどうやって実現されてるの？
Matter でデバイスをコミッショニング (ペアリング) する- Commissionee の電源を⼊れてアドバタイズを⾶ばす (コミッショニング可能な状態にする)- Commissioner に QR コードや ManualPairing Code を読み込ませる- コミッショニング開始 → Done！Commissionee Nature Remo nanoCommissioner Apple HomePod, GoogleNest 等のスマートスピーカーなどManual PairingCodeNature Remo nano の背⾯に印字されている 11 桁の数字出典: Nature Remo nanoに登録した家電をホームアプリに追加する（Matter連携する）
コミッショニングの⽬的- Commissioner が Commissionee をNode として Fabric に追加する⼿順- 正当な Matter 対応品かどうか、デバイス認証を⾏う- Fabric と呼ばれる Matter の通信を⾏うためのネットワークを形成するNode Matter 上での Nature Remo nano のことFabric Commissioner と Commissionee との間に形成される Matter 通信可能なネットワーク出典: https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/protocols/matter/overview/commissioning.html
コミッショニングの流れ (BLE‧WiFi の例)- Commissionee がアドバタイズ開始- Commissioner に QR / Manual PairingCode を渡す- ↑ の内部にある Discriminator を使ってアドバタイズからデバイスを発⾒- ↑ の内部にある Passcode を使ってPASE Session を確⽴するPASE Passcode-Authenticated SessionEstablishment (BLE)BLEWiFi出典: https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/protocols/matter/overview/commissioning.html
QR Code Manual ParingCode概要Payload Version 必須 (3 bit) 必須 (1 bit) バージョンVendor ID / Product ID 必須 任意 デバイスの追加情報を取得するために使⽤するCustom Flow 必須 不要 Commissioning 時に必要な追加ステップの指⽰を⾏うDiscovery CapabilitiesBitmask必須 任意 Device Discovery 時に利⽤可能な⽅法を⽰すビットマスクDiscriminator 必須 (16bit)必須 (上位 4bit)Device Discovery 時の区別に使⽤する Device 固有の値(Advertising Packet と⼀致する必要がある)Passcode 必須 必須 Commissioning 時の暗号化通信 (PASE) 確⽴⽤ の Device固有の secret (8 桁⼗進数 / 27 bit で動的 or 静的)TLV Data 任意 任意 任意の追加のデータOnboarding Payload (QR Code, Manual Pairing Code)
コミッショニングの流れ (BLE‧WiFi の例: PASE)- デバイスの情報を取得- DAC‧CD の検証 (Matter 認証)- NOC のインストール- Operational Network (WiFi) の設定- デバイスが DNS-SD を開始 (WiFi 上でのアドバタイズ)DAC Device Attestation CertificateCD Certification DeclarationNOC Node Operational CertificateDNS-SD DNS-Based Service DiscoveryBLEWiFi出典: https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/protocols/matter/overview/commissioning.html
- DNS-SD から WiFi 上で再度デバイスを発⾒する- NOC を利⽤して WiFi 上で CASESession が確⽴される- コミッショニング Complete！CASE Certificate Authenticated SessionEstablishmentBLEWiFiコミッショニングの流れ (BLE‧WiFi の例: CASE)出典: https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/protocols/matter/overview/commissioning.html
Matter の相互運⽤性 (Interoperability) はどうやって実現されてるの？
Matter のアーキテクチャ- Matter は Open Source な SDK として提供されている- WiFi‧Ethernet‧Thread をサポートしIPv6 Transoprt 上で MRP を使⽤して通信が⾏われる- 設定時には BLE 上で BTP を使⽤した通信も⾏われるMRP Message Reliability Protocol: デバイス制御に使⽤。再送制御‧到達確認‧重複排除を UDP ベースで実現BTP Bluetooth Transport Protocol: 設定時のみ使⽤。Segmentation /Reassembly 対応出典: https://developers.home.google.com/matter/primer?hl=ja
Matter の基本的な構成要素 (Node, Endpoint)- コミッショニングにより、Commissionee がNode として Matter の Fabric に追加される- Node は Endpoint の集合で構成される- 各 Endpoint には Device Type List があるNode Matter 上の Nature Remo nanoEndpoint Remo nano に登録された家電などex.) 照明、エアコンなどDevice Type Endpoint の家電の種類ex.) OnOff Light, Thermostat など出典: https://developers.home.google.com/matter/primer/device-data-model?hl=ja
Matter の基本的な構成要素 (Endpoint, Cluster)- Endpoint 0 は全ての Node で必須の情報を持つ Root Node- Endpoint は Cluster (個別の機能) の組み合わせで構成されるCluster 各家電が持つ機能ex.) OnOff, Thermostat など調光可能な照明 (Endpoint)- OnOff- Level Control⾊温度も調整可能な照明- OnOff- Level Control- Color Control出典: https://developers.home.google.com/matter/primer/device-data-model?hl=ja
Matter の基本的な構成要素 (Attribute, Command)- Cluster は Attribute (変数) とCommand (操作) を持つ- Attribute を制御することで家電を操作する- Attribute は直接 Read/Write するか、Command を介して操作するAttribute Cluster が持つデータex.) OnOff の状態などCommand Attribute を良い感じに操作する指令ex.) Toggle (OnOff Cluster)など出典: https://developers.home.google.com/matter/primer/device-data-model?hl=ja
余談) Cluster のいろいろな活⽤⽅法Basic Information Node の基本的な情報を管理するex.) Vendor Name/ID、Product Name/ID、各種 Version などBridged Device Basic Information Basic Information と同様の情報を Bridged Device で管理するGeneral Commissioning Commissioning に関連する汎⽤的な機能を提供するex.) ArmFailSafe, CommissioningComplete などNetwork Commissioning Wi-Fi/Ethernet/Thread での Commissioning のインタフェースを提供するex.) ScanNetworks, AddOrUpdateWiFiNetworks, ConnectNetwork などAdministrator Commissioning Commissioning 可能な状態にするためのインタフェースを提供するex.) OpenCommissioningWindow などNode Operational Credentials NOC (Node Operational Credentials) の追加や削除を管理するex.) AttestationRequest, AddNOC, RemoveFabric など家電としての機能だけでなく、さまざまな場⾯で Cluster が活⽤されている
Remo nano の IR-Matter Bridge ってどうなってんの？
Remo nano は Aggregator Device Type (Bridge)Matter が直接サポートしていないデバイスを Matter と Bridge するための Device Type出典: Matter-1.0-Core-Specification Section 9.12.4.1※こちらの図は Zigbee の例であり Remo nano とは異なります
Remo nano は Matter と IR の BridgeRemo nano は IR (⾚外線) デバイスと Matter の Bridge なのでMatter に直接対応していない IR デバイスを Matter で操作できるようになる
Remo nano は Matter と IR の BridgeRemo nanoIR 家電⾚外線出典: Matter-1.0-Core-Specification Section 9.12.1
Aggregator Device Type (Bridge) の Endpoint の構成- EP1 は Aggregator (Bridge) に必須なEndpoint- EP1 の PartsList に全ての BridgedDevice の Endpoint の情報を持っている- 左図では EP 11-13 が Bridge されたNon-Matter な IR 家電を表す Endpointとなる (Bridged Device)- Bridged Device の Device Type List には Bridged Node が追加されるex.) 照明ex.) エアコンex.) テレビ出典: Matter-1.0-Core-Specification Section 9.12.2
さあ Matter をはじめよう！
Nature Remo nano を買う
スマートスピーカーと Matter 連携する(例: Apple Homepod)
物⾜りないですか？じゃあ…
コマンドラインから Remo nano を操作する！Remo nano で Matter をはじめよう！
⾃作コントローラから Remo nano を操作する！Matter でオレオレ Remo nano Dash ボタンを作ろう！
お役⽴ちドキュメント集- Matter のすべてを知りたい- Matter の仕様書のダウンロード- Matter の SDK をビルドする- Matter の概要をつかみたい- Google Matter ⼊⾨ガイド- Nordic の Matter Protocol 解説- Nature Engineering Blog- Matterのデバイス認証- Androidが勝⼿にMatterを検出しちゃうのどうしたらいいの？- Matter における TLV エンコーディング- Matter の Cluster についての紹介- Matterでやりたかったけどできなかったこと- Nature 開発者コミュニティもありますよ！- Nature 開発者コミュニティをはじめました
ありがとうございました！Matter を楽しみましょう！
hideakitai
fullfull
sorami
you
culvert
peisuke
lambda
orgachem
takaakikakei
_kensh
pojiro
antimon2
takanorig
michaelherold
revolveconf
kastner
ufuk
swwweet
zakiwarfel
eileencodes
morganepeng
paulrobertlloyd
chrislema
jennybc