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Whatismatter.pdf

soburi
September 01, 2021

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  1. What the Matter?
    常田 裕士
    あすもの研Online 2021/8月度

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  2. 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。

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  3. 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。

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  4. 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

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  5. 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。

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  6. 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。

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  7. 接続の基本的な考え

    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

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  8. 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

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  9. 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)

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  10. 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…)

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  11. 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)

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  12. 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…

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