Matter คือมาตรฐานการเชื่อมต่อแบบโอเพนซอร์สและไม่เสียค่าลิขสิทธิ์ พัฒนาโดย Connectivity Standards Alliance (CSA) โดยมีเป้าหมายเพื่อรวมระบบนิเวศบ้านอัจฉริยะที่กระจัดกระจายให้เป็นหนึ่งเดียว ด้วยการทำให้สามารถทำงานร่วมกันได้ระหว่างผู้ผลิตและแพลตฟอร์มต่างๆ Matter สร้างขึ้นบนโปรโตคอลอินเทอร์เน็ต (IP) โดยทำงานผ่าน Wi-Fi, Thread และ Ethernet เป็นเลเยอร์การขนส่ง ทำให้1อุปกรณ์จาก Apple HomeKit, Google Home, Amazon Alexa และ Samsung SmartThings สามารถสื่อสารกันได้อย่างราบรื่นผ่านโปรโตคอลเดียว แตกต่างจากทางเลือกที่เป็นกรรมสิทธิ์ เช่น Zigbee หรือ Z-Wave Matter ใช้เครือข่าย IP มาตรฐาน ทำให้เข้าถึงได้ง่ายสำหรับนักพัฒนาที่คุ้นเคยกับ TCP/UDP ข้อกำหนดนี้กำหนดประเภทของอุปกรณ์ (ไฟ, ล็อค, เทอร์โมสตัท, เซ็นเซอร์), โมเดลข้อมูล, ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย (รวมถึงใบรับรองการรับรองอุปกรณ์จากบัญชีแยกประเภทการปฏิบัติตามข้อกำหนดแบบกระจาย) และขั้นตอนการตั้งค่าโดยใช้ Bluetooth Low Energy สำหรับการตั้งค่าเริ่มต้น Matter 1.0 เปิดตัวในเดือนตุลาคม 2022 โดยมีการออกเวอร์ชันต่อมาเพื่อเพิ่มการรองรับเครื่องใช้ไฟฟ้า การจัดการพลังงาน กล้อง และหุ่นยนต์ดูดฝุ่น

สสารทำงานอย่างไรในเชิงลึก?

Matter ใช้สถาปัตยกรรมแบบหลายชั้น ในชั้นแอปพลิเคชัน อุปกรณ์ต่างๆ จะเปิดเผยคลัสเตอร์ ซึ่งเป็นชุดของแอตทริบิวต์ คำสั่ง และเหตุการณ์ที่กำหนดฟังก์ชันการทำงานของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น ไฟอัจฉริยะจะเปิดเผยคลัสเตอร์ OnOff และคลัสเตอร์ LevelControl สำหรับการหรี่ไฟ โมเดลการโต้ตอบจะกำหนดวิธีการที่คอนโทรลเลอร์อ่าน เขียน สมัครรับข้อมูล และเรียกใช้คลัสเตอร์เหล่านี้ ใต้ชั้นแอปพลิเคชัน ชั้นข้อความจะจัดการการส่งข้อความที่เชื่อถือได้ การเข้ารหัส (โดยใช้ CASE, Certificate Authenticated Session Establishment) และการจัดการเซสชัน Matter รองรับการเป็นสมาชิกเครือข่ายหลายเครือข่าย ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์เดียวสามารถถูกควบคุมโดยระบบนิเวศหลายระบบพร้อมกันได้โดยไม่ต้องรีเซ็ตเป็นค่าเริ่มต้นจากโรงงาน

เหตุใดเส้นด้ายจึงมีความสำคัญต่อสสาร?

Thread คือโปรโตคอลเครือข่ายแบบ Mesh ที่ใช้พลังงานต่ำ โดยอิงตามมาตรฐานวิทยุ IEEE 802.15.4 ซึ่งทำหน้าที่เป็นหนึ่งในเลเยอร์การขนส่งหลักของ Matter สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และอุปกรณ์ที่เปิดใช้งานตลอดเวลา Thread สร้างเครือข่าย Mesh ที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ โดยที่อุปกรณ์ต่างๆ ทำหน้าที่เป็นเราเตอร์ เพื่อขยายการครอบคลุมไปทั่วทั้งอาคาร เราเตอร์ขอบเขต Thread (โดยทั่วไปจะติดตั้งอยู่ในลำโพงอัจฉริยะหรือฮับ) จะเชื่อมต่อเครือข่าย Mesh ของ Thread กับเครือข่าย IP ทำให้1อุปกรณ์ Thread สามารถสื่อสารกับ Wi-Fi และบริการคลาวด์ได้ ข้อดีของ Thread เหนือ Zigbee ได้แก่ การกำหนดแอดเดรส IPv6 โดยตรง (ไม่จำเป็นต้องใช้เกตเวย์การแปลง) โครงสร้างเครือข่าย Mesh ที่สร้างขึ้นเอง และฟังก์ชันเราเตอร์ขอบเขตที่เป็นมาตรฐาน เมื่อรวมกับ Matter แล้ว Thread จะช่วยลดความจำเป็นในการใช้ฮับเฉพาะทาง ในขณะเดียวกันก็ให้การสื่อสารที่เชื่อถือได้และมีความหน่วงต่ำสำหรับเซ็นเซอร์ สวิตช์ และล็อค

คุณต้องใช้ฮาร์ดแวร์อะไรบ้างในการสร้างอุปกรณ์ตรวจจับสสาร?

แพลตฟอร์มทั่วไปสำหรับการพัฒนา Matter:

• Nordic nRF52840/nRF5340: รองรับ Thread + BLE ใช้งานอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ Matter over Thread รองรับ SDK ได้อย่างยอดเยี่ยม
• Espressif ESP32-C3/C6/H2: รองรับ Wi-Fi และ/หรือ Thread ราคาประหยัด มีชุมชนผู้ใช้งานที่แข็งแกร่ง ESP32-H2 เพิ่มวิทยุ 802.15.4 เข้ามา
• Silicon Labs EFR32MG24: รองรับ Thread + BLE พร้อมระบบรักษาความปลอดภัยด้วยฮาร์ดแวร์ เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ Matter ในเชิงพาณิชย์
• NXP RW612: ชิป SoC แบบ Tri-radio รองรับ Wi-Fi 6, BLE 5.3 และ 802.15.4 สำหรับการพัฒนาอุปกรณ์ Matter ที่หลากหลาย
• Texas Instruments CC2652R7: รองรับ Thread + BLE พร้อมการใช้พลังงานต่ำมาก เหมาะสำหรับอุปกรณ์ Matter ที่ใช้แบตเตอรี่

ข้อจำกัดของสสารในปัจจุบันมีอะไรบ้าง?

ถึงแม้ว่า Matter จะมีศักยภาพมากมาย แต่ก็มีข้อจำกัดที่นักพัฒนาควรพิจารณา การรองรับประเภทอุปกรณ์ยังคงอยู่ในช่วงเริ่มต้น กล้อง หุ่นยนต์ดูดฝุ่น และเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ซับซ้อนได้รับการสนับสนุนใน Matter เวอร์ชัน 1.3 และ 1.4 เท่านั้น ความพร้อมใช้งานของ Thread Border Router แตกต่างกันไปตามระบบนิเวศ กระบวนการติดตั้งใช้งาน แม้ว่าจะมีการกำหนดมาตรฐานไว้แล้ว แต่ก็อาจรู้สึกช้าเมื่อเทียบกับทางเลือกที่เป็นกรรมสิทธิ์อื่นๆ เนื่องจากต้องมีการตรวจสอบการเข้ารหัสหลายขั้นตอน การรับรองอุปกรณ์จำเป็นต้องได้รับใบรับรองจาก Distributed Compliance Ledger (DCL) ซึ่งเพิ่มความซับซ้อนในการผลิต การเชื่อมต่ออุปกรณ์ Zigbee และ Z-Wave รุ่นเก่าเข้ากับ Matter นั้นเป็นไปได้ แต่ต้องใช้อุปกรณ์เกตเวย์ที่มีตรรกะการแปลงข้อมูล ถึงแม้จะมีข้อท้าทายเหล่านี้ การใช้งาน Matter ก็กำลังเร่งตัวขึ้น โดยมีอุปกรณ์ที่ได้รับการรับรองมากกว่า 2,800 เครื่อง ณ ต้นปี 2026

ประเด็นสำคัญ: Matter เป็นมาตรฐานสมาร์ทโฮมแบบโอเพนซอร์สที่ใช้ IP ซึ่งช่วยให้สามารถทำงานร่วมกันได้ระหว่างระบบนิเวศของ Apple, Google, Amazon และ Samsung โดยทำงานผ่าน Wi-Fi, Thread และ Ethernet Matter กำหนดประเภทอุปกรณ์ รูปแบบข้อมูล และความปลอดภัยที่เป็นมาตรฐานด้วยใบรับรองการรับรองอุปกรณ์ โดยต้องการหน่วยความจำแฟลชประมาณ 512 KB และ RAM 128 KB บนชิปประมวลผล (SoC) ที่รองรับ เช่น nRF52840, ESP32-C6 และ EFR32MG24

ประสบการณ์ของเราในการสร้างผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการรับรองจาก Matter เป็นอย่างไรบ้าง?

ที่ EmbedCrest เราได้พัฒนาเซ็นเซอร์อัจฉริยะ Matter-over-Thread สำหรับบริษัท HVAC ที่ต้องการการอ่านค่าอุณหภูมิ ความชื้น และคุณภาพอากาศที่ผสานรวมเข้ากับ Apple Home, Google Home และ Amazon Alexa พร้อมกัน เราใช้ชิป Nordic nRF5340 SoC ร่วมกับ nRF Connect SDK (Zephyr + OpenThread + Matter SDK) เฟิร์มแวร์ได้ทำการวัดอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ และคุณภาพอากาศบนปลายทางสามจุดที่แยกจากกัน การใช้งานแฟลชทั้งหมดอยู่ที่ 548 KB รวมทั้ง MCUboot, OpenThread, สแต็กการทำงาน BLE และเลเยอร์แอปพลิเคชัน Matter การใช้งาน RAM สูงสุดอยู่ที่ 156 KB ในระหว่างการทำงาน BLE ส่วนที่ท้าทายที่สุดคือกระบวนการรับรอง: การรับรอง Matter ผ่าน CSA ใช้เวลา 4 เดือน รวมถึงการทดสอบการทำงานร่วมกันบนแพลตฟอร์มคอนโทรลเลอร์ 8 แพลตฟอร์ม การประเมินความปลอดภัยของโครงสร้างพื้นฐานการจัดเตรียม DAC ของเรา และการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่ห้องปฏิบัติการทดสอบที่ได้รับอนุญาต การทำงานแบบหลายผู้ดูแลระบบราบรื่นไร้ที่ติ ทำให้เซ็นเซอร์ทางกายภาพเดียวกันสามารถรายงานไปยัง Apple Home และ Google Home พร้อมกันได้ผ่านการเป็นสมาชิก Matter fabric ที่แยกต่างหาก

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยในการพัฒนาอุปกรณ์เกี่ยวกับสสารมีอะไรบ้าง?

การพัฒนา Matter มีความท้าทายที่ไม่ชัดเจนหลายประการ SDK ของ Matter (connectedhomeip) มีขนาดใหญ่และมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยมีการเปลี่ยนแปลง API ที่ทำให้เกิดปัญหาในการใช้งานระหว่างการออกเวอร์ชันใหม่ ควรกำหนดเวอร์ชัน SDK ตั้งแต่เนิ่นๆ และจัดสรรเวลาสำหรับการอัปเกรด SDK การจัดเตรียมใบรับรองการตรวจสอบอุปกรณ์ (Device Attestation Certificate) จำเป็นต้องสร้างความสัมพันธ์ PKI กับ CSA Distributed Compliance Ledger ซึ่งใช้เวลา 4-6 สัปดาห์สำหรับการตั้งค่าเริ่มต้น และเพิ่มต้นทุนการผลิตต่ออุปกรณ์ 0.10-0.50 ดอลลาร์สหรัฐสำหรับการจัดเตรียมใบรับรอง ความพร้อมใช้งานของ Thread Border Router แตกต่างกันไปในแต่ละระบบนิเวศ: Apple ต้องการ Apple TV หรือ HomePod, Google ต้องการ Nest Hub และ Amazon ต้องการอุปกรณ์ Echo รุ่นล่าสุดที่มีวิทยุ Thread ควรทดสอบอุปกรณ์ของคุณกับระบบนิเวศเป้าหมายทั้งหมดตั้งแต่เนิ่นๆ เนื่องจากความแตกต่างเล็กน้อยในการใช้งานขั้นตอนการติดตั้งอาจทำให้เกิดความล้มเหลวในการทำงานร่วมกัน อุปกรณ์ Matter ที่ใช้แบตเตอรี่ต้องใช้โหมด Thread Sleepy End Device โดยปรับช่วงเวลาการสำรวจอย่างระมัดระวัง (500ms-5s) เพื่อรักษาสมดุลระหว่างการตอบสนองกับอายุการใช้งานแบตเตอรี่ การสำรวจที่มากเกินไปจะทำให้แบตเตอรี่หมดภายในไม่กี่เดือน แทนที่จะเป็นหลายปี

ระบบรักษาความปลอดภัยของ Matter Security แตกต่างจากโปรโตคอลแบบดั้งเดิมอย่างไร?

Matter ให้ความปลอดภัยที่แข็งแกร่งกว่า Zigbee หรือ Z-Wave อย่างมาก อุปกรณ์ Matter ทุกชิ้นมีใบรับรองการตรวจสอบอุปกรณ์ (DAC) ที่ไม่ซ้ำกัน ซึ่งออกโดยหน่วยงานรับรองการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ (PAA) ที่ได้รับการรับรอง โดยจะได้รับการตรวจสอบระหว่างการติดตั้งใช้งานกับบัญชีแยกประเภทการปฏิบัติตามข้อกำหนดแบบกระจาย (Distributed Compliance Ledger) การสื่อสารใช้ CASE (Certificate Authenticated Session Establishment) พร้อมการเข้ารหัส AES-128-CCM และคีย์ต่อเซสชันที่ได้มาจากการแลกเปลี่ยนคีย์ ECDH ในทางตรงกันข้าม Zigbee ใช้คีย์ AES-128 เดียวทั่วทั้งเครือข่าย (คีย์ลิงก์ Trust Center) ซึ่งหากถูกบุกรุก จะทำให้ทุกอุปกรณ์ในเครือข่ายตกอยู่ในความเสี่ยง Z-Wave S2 ปรับปรุงความปลอดภัยด้วยการแลกเปลี่ยนคีย์ ECDH ต่ออุปกรณ์ แต่ขาดการตรวจสอบอุปกรณ์โดยใช้ใบรับรองที่ Matter มีให้ นอกจากนี้ Matter ยังกำหนดให้การติดตั้งใช้งานอย่างปลอดภัยผ่าน BLE ด้วยการแลกเปลี่ยนคีย์ที่ตรวจสอบด้วยรหัสผ่าน SPAKE2+ ซึ่งป้องกันการเพิ่มอุปกรณ์ที่ไม่ได้รับอนุญาต สำหรับการใช้งานในระดับองค์กรและเชิงพาณิชย์ที่ความปลอดภัยเป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้ โมเดลการระบุตัวตนแบบใช้ใบรับรองของ Matter ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญเหนือกว่าโปรโตคอลบ้านอัจฉริยะรุ่นก่อนๆ