Matter

Matterを使うべき理由

Matterはセキュアで信頼性の高いソリューションの開発を容易にすることを目標としています。メジャーなスマートホームエコシステムと相互運用可能な製品を開発したいのであれば、 Matterは最善の選択肢です。

サポーター

Matterは2019年12月、Project CHIP (Connected Home over IP)として始まりました。最初からこのプロジェクトに参加していたのはAmazon、Apple、Google、Nordicセミコンダクター等の企業でした。このプロジェクトの目標は、家庭内の接続デバイスのための統一アプリケーション レイヤー規格に合意することでした。Matterは、メーカーが安全で信頼性の高いソリューションを簡単に開発できるようにすることを目標としています。これらのソリューションはAppleのSiri、Googleのアシスタント、AmazonのAlexaといった主要なスマートホームエコシステムと相互運用が可能です。

通信

MatterはトランスポートにThread、Wi-Fi、Ethernetを使い、コミッショニングにBluetooth LEを使います。新しいデバイスをネットワークに追加できるようにするため、ThreadベースのMatterデバイスは、同時にBluetooth LEを搭載している必要があります。広帯域アプリケーションにはWi-Fiを使えます。Wi-FiはローカルWi-Fiのレンジ内にあるデバイスに使えます。Threadは低帯域幅アプリケーション向けの、IPv6ベースのメッシュプロトコルです。最高の電力効率を必要とするバッテリ駆動のデバイスや、スマートプラグのようなシンプルなアクチュエータ、電灯には最適の選択肢です。主電源に接続するThreadのデバイスのほとんどは、Threadルータとして機能し、ネットワークのレンジを拡張します。Threadは、新しいデバイスやネットワークから切り離されたデバイスに適応できる自己回復型の低消費電力メッシュです。

Nordicの関与

NordicはMatterの開発に積極的に関与し、大きく貢献しています。NordicはThread 1.3の認証バッジを受けた最初の企業です。このバッジはお客様のThread製品に継承することができ、Matter over Threadの前提条件です。Nordicはまた、OpenThreadスタックにも大きく貢献しています。また弊社はBluetooth Low Energyに関して知識と経験が豊富であり、弊社はお客様のアプリケーション開発の理想的なパートナーです。

Matter 1.2

新しいデバイスタイプと仕様のアップデート

Matterは年に2回アップデートをリリースします。2023年秋のリリースでは、9種類のデバイスタイプに対応しました。

• 空気清浄機: 空気質センサを使い、他のデバイスタイプの機能(ファン、サーモスタット等)、フィルタステータスの通知機能をサポートします。
• 空気質センサ: PM1、PM2.5、PM10、CO2、NO2、VOC、CO、オゾン、ラドン、ホルムアルデヒド等の各種空気質データを収集、報告します。
• 食洗器: リモートスタート、進捗状況の通知等の基本機能に加え、動作エラーのアラームもサポートします。
• 扇風機: 独立したデバイスタイプとなり、動作モード、風向制御、風速調整等をサポートします。
• 洗濯機: 進捗状況の通知をサポートしました。乾燥機は未サポートです。
• 冷蔵庫: 温度制御と監視、冷凍庫や特殊な冷蔵庫をサポートしました。
• ロボット掃除機: リモートスタート、進捗状況の通知、清掃モード、追加ステータス情報をサポートしました。
• ルームエアコン: 温度制御およびファンモード制御を備えたスタンドアロンのルームエアコンをサポートしました。
• 煙および一酸化炭素アラーム: 通知、音声および視覚アラーム、バッテリーステータスアラート、寿命の通知、セルフテストをサポートしました。

その他の変更/改善点:

• 欧州市場向けに一体型ラッチ&ボルト式ロックのサポートが強化されました。
• デバイスの外観情報がサポートされました。色情報も含まれます。
• 将来のデバイスタイプの追加を容易にする一般的な改善が行われました。
• Matterテストハーネスが強化されました。テストハーネスは、仕様や機能が適切に実装されていることを確認するためのツールです。

仕様はこちらからダウンロードできます:

• CSA specification download Requests

どうしてMatterが必要なのでしょうか?

スマートホーム市場

スマートホーム市場は比較的新しく、非常に大きな可能性を秘めています。近年、予想されていたより遅いペースで拡大してきました。さまざまなプロトコルやアプリケーションレイヤーを使った独自のソリューションが数多く存在します。そのことに、消費者にも開発者にも不満を募らせてきました。

インターネットプロトコル

Matterはアプリケーションを構築する共有基盤を提供します。そのゴールは、デバイスとエコシステムに相互運用性を提供することです。以前のプロジェクト名が示すように、MatterはIP(インターネットプロトコル)を基にしています。IPは、家庭やオフィスで使用されている最も一般的なネットワークレイヤーです。このため、デバイスとサービスに相互運用性とセキュリティを提供するには理想的です。

プロトコル

Matterは一連の無線テクノロジーで使用される標準的なアプリケーションレイヤーを提供します。重点はBluetooth LE、Thread、Wi-Fi、Ethernetに置かれています。セルラー等、IPをサポートする他のプロトコルもサポート予定です。

どこから始めるべきでしょうか？

開発ハードウェア

回り道をせずにMatter製品を開発するには、ぜひNordicのnRF52840 DK、nRF5340 DK、nRF7002 DKをお使いください。これらのキットを使用すると、SoCの全機能を使用・テストすることができます。ヘッダとエッジコネクタを使用することで、アナログI/O、デジタルI/O、GPIOにすべてアクセスできます。オンボードのSEGGER J-Linkを使うとプログラム/デバッグが可能です。また、デバッグ中にRTOSの認識も可能です。これらのキットはすべてArduino Uno Rev3とハードウェア互換であり、デバイスシールドと接続可能です。Power Profiler Kit II (PPK2)は、1µA未満から1Aまでの電流を供給・測定できるスタンドアロンのキットです。開発キットに実装されている電流測定ピンを使用すると、開発キットをPPK2に接続できます。PPK2は、デジタル入力を使ってローエンドのロジックアナライザとして使うこともできます。 これにより、コード同期測定も可能です。

トポロジモニタ

ネットワークにThreadデバイスを追加してテストするには、nRF52840ドングルが便利です。NordicのnRF Threadトポロジモニタは、ネットワークの視覚化に便利です。

開発中にお困りの場合、Nordicのエンジニアチームに、またはDevZoneのコミュニティでご相談ください。

Threadページから調べ始めるのが良いかも知れません。詳しい情報、対応する各種ソフトウェア・ファームウェアを提供しております。

最新のMatter統合

NordicのnRF Connect SDKはMatterのサポートを完全に統合済みであり、Nordicのソリューションは試作準備が完了しています。Matterが更新されるたびに、最新機能を実装していきます。詳細は、NordicのMatterユーザーガイドをご覧ください。

Matterのサンプル

nRF Connect SDKと一緒にウェザーステーション、電灯、照明スイッチ、ドアロックのサンプルプログラムを提供しています。Nordicは、Matter開発環境の構成についての包括的なユーザーガイドを提供しています。このガイドでは、Nordicの開発キットでMatteアクセサリを実行する方法について説明しています。使用すべきMatterコントローラのタイプと、Threadボーダールータと一緒にセットアップする方法を説明しています。

これらのサンプルでは、NordicのnRF connect SDKをMatterで使う方法を示しています。ウェザーステーションのサンプルでは、さまざまな種類のデータをリモートで収集できます。デバイスのセンサーを使って温度、大気圧、相対湿度を収集します。結果として、デバイスはMatterアクセサリとして機能します。低消費電力802.15.4 Threadネットワーク上に構築された、Matterネットワークでペアリングおよびリモート制御できます。これらのサンプルを参考にして、独自のデバイスを開発していただけます。