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September 01, 2021
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Transcript
What the Matter? 常田 裕士 あすもの研Online 2021/8月度
Matterとは Smart Home周りの通信規格 ProjectCHIPから改称された。(が、誰も元の名前を知らない…) Amazon, Apple, Googleとその他諸々が推進
旗振りはZigbee Aliance。だけどZigbee以外も対応。 似たような規格は幾つも立ち上がりつつあったが、 スマートスピーカーなどの現物持ってる3社がまとまったので、有力候補に。 IoTivity, OpenWeave などなど、誰も知らないところで小競り合いをやってきたよう な感じだが、スマートホームはこれで決着か? マイコンの観点からだと、乾電池で動くデバイスをインターネットにつなげる 規格。本来の(狭義の)IoTといえる。
ソースコード https://github.com/project- chip/connectedhomeip/ GitHubではあまり名前を見ない Appleの名前が。 NordicSemiconductorが精力的
ソースは共通だが、ビルド手順は それぞれ。 NordicSemiconductorはZephyrを 組み込んだ 環境を提供している。 他はFreeRTOSが多い。
解決したい課題 プロトコルスタックの定義 プロトコルスタックの 標準化 上位層の扱い(データモ デル)を決めて、 モノを作りやすくする。
TCP-UDP/IPv6であるこ とを明示 主にThreadプロトコル が想定されている ProjectCHIP のドキュメントより引用
解決したい課題 データモデル スマートライトに必要なOn/Offのバイナ リ値と、明るさのような連続量のようなプ ロパティの組み合わせて、デバイスを表現 する方法を決める。 データ構造が定義できればいいので、手段 は比較的自由
MatterではJSONベースのデータ定義文法 を決めている。 データ定義からソースを生成したりする。 似たような機能の製品の共通化。
解決したい課題 接続方法 家電向けなので、機器を簡単にネッ トワークへの接続できるようにする 必要がある。 簡単に=PCなしで。 認証はどうする?
この点がクリアできると、マイコン をネットにつなぐ方法として興味深 い。
接続の基本的な考え 方 OnBoarding スマホとデバイス(Accessary)で近距離 通信をすることで、デバイスが「信頼 できる(自分の)もの」であることを確 認する。 スマホが「代理」でボーダールーター
にデバイスを接続するよう指示する。 ボーダールーター経由でデバイスは Internetに接続される。 ProjectCHIP のドキュメントより引用
Bluetooth/Threadのマルチプロトコル BluetoothとThread(IEEE802.15.4)は同じ2.4GHzを使ってい るので、同時には使えない。 BLEの通信にはインターバルがあるので、その間で IEEE802.15.4の通信を行うことができる。(時分割多重化み たいな話) https://portal.threadgroup.org/DesktopModules/Inventures_Document/FileDownload.aspx?ContentID=3155 より引用
Pairing, Joining BLEで目の前にあるデバイスと ペアリングする(ユーザーにも よく知られた方法) ペアリングでデバイスを信頼 できるものとみなしてネット ワークへの参加を行う
同じトランシーバーで2つの プロトコルを喋らせて実現 BLEで近くにある自分のモノのデバ イスとペアリングする。(BLE) デバイスが信頼できたら、ネット ワークにつなぐ。(Thread)
Matterのサンプルアプリ #1 アプリからQRコードを スキャンすると、自動的 にペアリングが始まる。 (このQRコードはマイコ ン固有の情報から生成し ているが、どうやって送
るのだろう…)
Matterのサンプルアプリ #2 QRコードをスキャンすると ペアリングが始まる。 接続するThreadネットワー ク情報をスマホから送信し て接続する。
(この辺はテクニカルなとこ ろが見えている。最終的に は、うまいことやる必要が ありそう)
Matterのサンプルアプリ #3 アプリからデバイスに割り振 られたv6のローカルアドレス が見える。ルーターをちゃん と設定すれば、これで「イン ターネット」に接続できるは ず。
サンプルのライトOn/Offはう まくいかず…