스마트 홈 기술은 지난 10년 동안 빠르게 발전했지만 상호 운용성은 여전히 ​​업계의 가장 큰 엔지니어링 과제 중 하나입니다. 주택 소유자는 연결된 모든 장치가 브랜드에 관계없이 함께 작동하기를 기대하며, 설치업체와 시스템 통합업체는 최소한의 구성 시간으로 안정적인 프로젝트를 제공할 것으로 기대합니다.

그러나 실제로는 많은 전동식 셰이딩 설치에 여전히 여러 통신 프로토콜, 전용 게이트웨이 및 생태계별{0}}시운전 절차가 필요합니다. 프로젝트는 Apple Home, Google Home, Zigbee 조명, Wi{2}}Fi 카메라 및 Bluetooth 액세서리-를 모두 같은 건물 내에서 작동하지만 서로 다른 "언어"를 사용하는 결합할 수 있습니다.

오랫동안 지속되어 온 상호 운용성 문제를 해결하기 위해 이 문제가 도입되었습니다.- 에 의해 개발됨연결 표준 연합(CSA)(출처: 연결 표준 연합(Connectivity Standards Alliance) – Matter가 더욱 상호 운용 가능하고 간단하며 안전한 사물 인터넷을 현실로 가져옵니다.https://csa-iot.org/newsroom/matter-도착/) Apple, Google, Amazon, Samsung을 비롯한 주요 기술 기업과 수백 개의 기기 제조업체의 지원을 받는 Matter는 인증된 기기가 Wi-Fi, 이더넷, 스레드와 같은 기존 네트워크 기술을 계속 사용하면서 다양한 스마트 홈 생태계에서 통신할 수 있도록 하는 공통 애플리케이션 계층 표준을 확립합니다.

스마트 블라인드 모터 제조업체에게 Matter는 단순히 사양서에 추가할 또 다른 무선 프로토콜이 아닙니다. 이는 주거용 및 상업용 자동화 프로젝트 전반에 걸쳐 표준화된 장치 상호 운용성, 단순화된 시운전, 더 큰-장기적 호환성을 향한 전환을 나타냅니다.
 

이 문서에서는 Matter가 Zigbee와 어떻게 다른지, 전동식 셰이딩 시스템에 측정 가능한 이점을 제공하는지, 엔지니어, 설치자 및 OEM 구매자가 Matter-지원 블라인드 모터를 선택하기 전에 이해해야 할 사항에 대해 설명합니다.

일반적인 주거용 설치를 고려하십시오.
 

집주인은 이미 Apple Home을 사용하여 조명, 도어 잠금 장치, 실내 온도 조절 장치를 관리하고 있습니다. 그들은 Zigbee 통신을 지원하는 모터를 사용하여 6개의 롤러 블라인드를 자동화하기로 결정했습니다.
 

하드웨어 관점에서 볼 때 모터는 완벽하게 작동합니다. 문제는 다른 곳에 있습니다.
 

Apple Home은 Zigbee 장치와 직접 통신하지 않기 때문에 일반적으로 모터와 Apple 생태계 간의 통신을 연결하려면 추가 Zigbee 게이트웨이가 필요합니다. 설치 프로그램은 게이트웨이를 구성하고, 모든 모터를 페어링하고, 펌웨어 호환성을 확인하고, 게이트웨이를 로컬 네트워크에 연결한 다음, 자동화가 시작되기 전에 에코시스템 통합을 완료해야 합니다.
 

장치가 추가될 때마다 시스템 수명 기간 동안 설치, 구성, 유지 관리 및 지원해야 하는 구성 요소 수가 늘어납니다.
 

대규모 상업 프로젝트에서는 상황이 더욱 복잡해집니다. 사무실 건물, 호텔 및 아파트 개발에서는 여러 건설 단계에 걸쳐 다양한 제조업체에서 공급한 장비를 결합하는 경우가 많습니다. 새로운 장치가 추가됨에 따라 다양한 통신 표준에서 상호 운용성을 유지하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다.
 

많은 서비스 방문은 모터 고장 자체가 아니라 네트워크 구성 변경, 컨트롤러 교체, 펌웨어 비호환성 또는 게이트웨이-관련 문제 해결과 같은 통신 문제로 인해 발생합니다. 게이트웨이는 기존의 많은 스마트 홈 아키텍처에서 중요한 부분으로 남아 있지만, 모든 추가 변환 계층에는 호환성 또는 유지 관리 문제가 발생할 수 있는 또 다른 지점이 도입됩니다.
 

업계에서는 오랫동안 이러한 과제를 인식해 왔습니다. Matter의 목표는 또 다른 독점 생태계를 만드는 대신 최종 사용자가 선택한 스마트 홈 플랫폼에 관계없이 인증된 장치가 함께 작동할 수 있도록 하는 공통 통신 프레임워크를 구축하는 것이었습니다.
 

가장 흔한 오해 중 하나는 Matter가 Zigbee를 대체한다는 것입니다.

그렇지 않습니다.

Matter와 Zigbee는 통신 아키텍처의 서로 다른 계층에서 작동합니다.

Zigbee는 IEEE 802.15.4 무선 통신을 통해 작동하는 장치에 대한 네트워킹 및 애플리케이션 동작을 모두 정의합니다. Zigbee를 사용하는 장치는 일반적으로 프로토콜을 기본적으로 지원하지 않는 생태계와 정보를 교환하기 위해 호환 가능한 코디네이터 또는 게이트웨이가 필요합니다.

Matter는 다른 접근 방식을 취합니다.

Matter는 새로운 무선 기술을 정의하는 대신 장치가 자체적으로 설명하고, 명령을 교환하고, 상태를 보고하고, 애플리케이션 계층에서 컨트롤러와 상호 작용하는 방식을 표준화합니다.

기본 전송은 유연하게 유지됩니다.

Matter-인증을 받은 블라인드 모터는 다음을 통해 통신할 수 있습니다.

Wi-Fi

이더넷

실

Apple Home, Google Home, Amazon Alexa 또는 Samsung SmartThings에 정확히 동일한 기능 인터페이스를 제공합니다.(출처: Google Home Developers – Matter Primer,https://developers.home.google.com/matter/primer)

이러한 추상화를 통해 제조업체는 각 생태계에 대해 별도의 통합을 유지하는 대신 단일 애플리케이션 모델을 개발할 수 있습니다.

설치자에게 실질적인 이점은 생태계 단편화 감소입니다. 인증된 Matter 모터는 플랫폼별 통합 방법에 의존하는 대신 표준화된 온보딩 프로세스를 사용하여 시운전할 수 있습니다.-

Matter는 장치의 통신 방식을 정의하는 반면 Thread는 Matter 트래픽을 전달할 수 있는 네트워킹 기술 중 하나를 제공합니다.
 

스레드는 IEEE 802.15.4 표준을 기반으로 구축된 저전력 IPv6 메시 네트워킹 프로토콜입니다.{0} 기존 스타-토폴로지 Wi-Fi 네트워크와 달리 Thread를 사용하면 기기가 서로 메시지를 릴레이하여 개별 노드를 사용할 수 없게 되더라도 계속 작동할 수 있는 자가 복구 메시를 생성할 수 있습니다.
 

이 아키텍처는 스마트 셰이딩 애플리케이션에 몇 가지 실질적인 이점을 제공합니다.
 

첫째, Thread는 기본 IP 통신을 지원합니다. 모든 장치는 IP 노드로 참여하므로 애플리케이션 계층에서 프로토콜 변환이 필요 없이 다른 Matter 장치와 직접 상호 작용할 수 있습니다.(출처: Silicon Labs – Matter 개발자 가이드,https://docs.silabs.com/matter/2.0.0/matter-start/)

둘째, 메시 네트워킹은 무선 신호가 벽, 가구 또는 여러 층을 통과해야 하는 건물의 통신 신뢰성을 향상시킵니다. 단일 무선 경로에 의존하는 대신 메시지는 적절한 경우 인접한 스레드 장치를 통해 라우팅될 수 있습니다.
 

셋째, Thread는 저전력 작동을 위해 설계되었습니다-. 블라인드 모터는 일반적으로 주-전원을 사용하지만 벽 스위치, 점유 센서, 환경 센서 등 관련 액세서리는 배터리로 장기간 작동할 수 있습니다. 공통 스레드 네트워크를 사용하면 이러한 장치가 낮은 에너지 소비를 유지하면서 동일한 자동화 시스템에 참여할 수 있습니다.
 

스레드보다 문제가 여전히 필요하다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.스레드 보더 라우터(출처: Silicon Labs – Matter Documentationhttps://docs.silabs.com/matter/1.0.4/matter-start/)스레드 메시를 더 넓은 IP 네트워크에 연결합니다. 그러나 Apple HomePod mini, Apple TV 4K(2세대 이상), Google Nest Hub(2세대), Amazon Echo(4세대) 및 Samsung SmartThings Station을 포함한-현재의 많은 스마트 홈 제품-에는 이미 스레드 보더 라우터 기능이 포함되어 있습니다. 많은 신규 주거용 설치의 경우 호환 가능한 Matter 컨트롤러가 이미 있으면 추가 독점 Zigbee 게이트웨이가 필요하지 않습니다.

이 구별이 중요합니다. 물질은 네트워킹 인프라를 제거하지 않습니다. 대신 표준화된 IP-기반 통신을 사용하여 프로토콜-특정 게이트웨이에 대한 의존도를 줄입니다.

설치자에게 있어서 스마트 블라인드 프로젝트의 성공 여부는 모터가 미리 설정된 위치에서 회전하거나 정지할 수 있는지 여부에 따라 결정되는 경우가 거의 없습니다. 최신 관형 모터는 높은 수준의 기계적 신뢰성에 도달했습니다. 더 큰 과제는 제품의 서비스 수명 전반에 걸쳐 의사소통 일관성에 있습니다.
 

스마트 홈이 더욱 복잡해지면서 상호 운용성은 단순한 소프트웨어 기능이 아닌 엔지니어링 문제가 되었습니다. 블라인드 모터는 다양한 제조업체의 조명 시스템, 점유 센서, HVAC 컨트롤러, 음성 보조 장치 및 모바일 애플리케이션과 함께 작동할 것으로 예상됩니다. 통합이 추가될 때마다 시운전 및 장기-유지 관리의 복잡성이 증가합니다.
 

Matter는 사용자가 선택한 스마트 홈 에코시스템에 관계없이 인증된 장치가 컨트롤러와 통신하는 방식을 표준화하여 이러한 환경을 단순화하려고 시도합니다.
 

이는 모터 제조업체와 시스템 통합업체에게 몇 가지 실질적인 이점을 제공합니다.

 

Matter의 가장 중요한 아키텍처 기능 중 하나는 로컬 통신 지원입니다.
 

많은 1세대-스마트 홈 제품은 클라우드 서비스에 크게 의존하고 있습니다. 모바일 애플리케이션에서 실행된 명령은 로컬 장치로 다시 전달되기 전에 인터넷을 통해 원격 서버로 이동할 수 있습니다. 이 아키텍처는 원격 액세스를 단순화했지만 대기 시간이 추가로 발생하고 외부 네트워크 가용성에 대한 의존도가 높아졌습니다.(출처: Silicon Labs – Matter 개발자 가이드https://docs.silabs.com/matter/2.0.0/matter-start/)

Matter는 다른 철학으로 디자인되었습니다.
 

가능할 때마다 인증된 Matter 장치는 로컬 IP 네트워크 내에서 직접 통신합니다. 인터넷 연결이 중단되면 로컬 컨트롤러가 계속 작동하는 한 로컬 자동화 루틴, 장치 상태 업데이트 및 직접 제어를 계속 사용할 수 있습니다.
 

주거용 사용자의 경우 이는 일반적으로 일시적인 인터넷 중단 중에도 블라인드 제어가 계속될 수 있음을 의미합니다.
 

사무실, 호텔, 교육 시설, 의료 건물을 포함한-상업 프로젝트의 경우-이점은 훨씬 더 큽니다. 예약 셰이딩, 눈부심 제어, 일광 관리 등 많은 자동화 작업은 외부 인터넷 연결에 관계없이 지속적으로 작동할 것으로 예상됩니다. 로컬 실행은 일상적인 장치 제어를 위한 클라우드 서비스에 대한 의존도를 줄여 운영 연속성을 향상시킵니다.
 

이 아키텍처는 중요한 제어 기능이 클라우드 인프라에만 의존하기보다는 점점 더 로컬 네트워크 내에 유지되는 빌딩 자동화의 광범위한 추세와 일치합니다.

Matter가 도입한 또 다른 기능은 다중-관리자입니다.
 

기존 스마트 홈 장치는 단일 생태계 또는 계정과 연결되는 경우가 많습니다. 한 컨트롤러에서 다른 컨트롤러로 장치를 이동하려면 공장 초기화, 이전 페어링 삭제, 시운전 프로세스 반복이 자주 필요합니다.

Matter를 사용하면 인증된 장치를 여러 생태계에서 안전하게 공유할 수 있습니다.

예를 들어, 단일 블라인드 모터를 동시에 사용하여 다음을 수행할 수 있습니다.

애플 홈

구글 홈

삼성 스마트싱스
 

단, 시운전 중에 각 컨트롤러에 권한이 부여되었습니다.

이러한 유연성은 주거용 설치 이상의 실질적인 이점을 제공합니다.

새로 완성된 아파트 건물의 경우 개발자는 자산 관리 및 최종적으로 주택 소유자에게 제어권을 넘기기 전에 먼저 테스트용 장치를 위탁할 수 있습니다. 다중-관리자는 공장 초기화를 반복하지 않고도 이러한 소유권 전환을 단순화합니다.
 

마찬가지로 상업용 건물에도 여러 이해관계자가 참여하는 경우가 많습니다. 시설 관리자, 유지 관리 팀 및 임차인은 모두 동일한 자동화 시스템에 대해 서로 다른 수준의 액세스가 필요할 수 있습니다. Matter는 사용자 인증을 유지하면서 장치 제어를 안전하게 공유하기 위한 표준화된 프레임워크를 제공합니다.
 

Matter의 가장 적게 논의되는-그러나 가장 중요한{1}}장점 중 하나는 표준화된 기기 모델입니다.

역사적으로 제조업체는 서로 다른 독점 데이터 구조를 사용하여 유사한 기능을 구현하는 경우가 많았습니다. 'close the blind to 50%'와 같은 간단한 명령은 통신 프로토콜이나 공급업체{2}}별 API에 따라 다르게 표시될 수 있습니다.

이러한 불일치로 인해 소프트웨어 개발자와 시스템 통합업체는{0}}각 제품군에 대한 프로토콜별 드라이버와 변환 레이어를 구축해야 했습니다.

Matter는 일반적인 장치 유형, 속성, 명령 및 상호 작용 모델을 정의하여 이 문제를 해결합니다.

창 덮개 장치의 경우 여기에는 위치 보고, 이동 명령 수신 및 작동 상태 전달을 위한 표준화된 방법이 포함됩니다.

결과적으로 스마트 홈 플랫폼은 본질적으로 동일한 기능을 수행하는 제품에 대해 더 이상 여러 독점 인터페이스를 해석할 필요가 없습니다.

이러한 일관성은 에코시스템 통합을 단순화하는 동시에 시간이 지남에 따라 소프트웨어 유지 관리를 줄여줍니다.

Matter는 상호 운용성을 향한 중요한 단계이지만 모든 통합 문제에 대한 보편적인 솔루션으로 간주되어서는 안 됩니다.

몇 가지 실질적인 제한 사항이 남아 있습니다.

장치 기능은 여전히 ​​구현에 따라 달라집니다.

Matter는 각 장치 범주에 대해 표준화된 기능을 정의하지만 제조업체는 현재 Matter 사양 이외의 고급 기능을 계속 제공할 수 있습니다.

예를 들어 독점 모터 보정 루틴, 특수 태양-추적 알고리즘 또는 제조업체별 자동화 기능-에는 여전히 전용 애플리케이션이 필요할 수 있습니다.

즉, Matter는 공통 기능에 대한 상호 운용성을 향상시키지만 제품 차별화를 제거하지는 않습니다.

생태계 지원은 계속 진화하고 있습니다.

물질 인증은 공통 통신 표준을 설정하지만 새로 도입된 장치 유형에 대한 지원은 생태계 공급업체에 따라 다릅니다.

CSA가 Matter 사양을 확장하면 Apple, Google, Amazon 및 Samsung은 사용자가 생태계 전반에서 동일한 기능을 경험하기 전에 각각 자체 플랫폼 내에서 지원을 구현해야 합니다.

결과적으로 기본 Matter 사양이 이미 게시되었더라도 컨트롤러 간에 기능 가용성이 일시적으로 다를 수 있습니다.

스레드 네트워크 계획은 여전히 ​​중요합니다

Thread over Matter는 상호 운용성을 단순화하지만 무선 엔지니어링은 여전히 ​​중요합니다.

대규모 주거용 부동산, 상업용 건물 및 다층-설치에는 여전히 적절한 Thread 네트워크 적용 범위가 필요합니다.

Thread는 자가 복구 메시 네트워킹을 사용하지만{0}}결국 통신 품질은 노드 배치, 신호 전파, 건축 자재 및 Border Router 가용성에 따라 달라집니다.

따라서 설치자는 Matter가 자동으로 최적의 성능을 보장한다고 가정하기보다는 무선 계획을 엔지니어링 작업으로 계속 다루어야 합니다.

스마트 블라인드 모터용 통신 기술을 선택할 때 보편적인 "최고" 솔루션은 없습니다. 각 옵션은 설치 환경, 생태계 요구사항, 프로젝트 규모에 따라 서로 다른 절충안을 제공합니다.-

이러한 기술이 모든 시나리오에서 직접적인 경쟁자는 아니라는 점을 인식하는 것이 중요합니다.

Wi{0}}Fi는 여전히 많은 독립형 주거용 설치에 적합합니다.

Zigbee는 상업용 조명 및 홈 자동화 네트워크에 계속해서 널리 배포되고 있습니다.

Matter over Thread는{0}}다양한 생태계 전반에 걸친 장기적인 상호 운용성이 중요한 설계 목표인 경우에 특히 매력적입니다.

Matter는 기존의 모든 통신 기술을 대체하는 대신 이러한 기술이 현대 스마트 홈 생태계 내에서 보다 일관되게 참여할 수 있도록 하는 표준화된 애플리케이션 계층을 제공합니다.

관형 모터 및 전동 셰이딩 시스템 제조업체의 경우 Matter 지원은 단순히 다른 무선 모듈을 추가하는 문제가 아닙니다. 이는 제품 아키텍처, 펌웨어 개발, 인증 계획 및 장기-유지 관리에 영향을 미칩니다.
 

독점 생태계와 달리 Matter 인증은 CSA(Connectivity Standards Alliance)에서 유지관리하는 공통 사양을 준수해야 합니다. 인증된 장치는 Matter 인증 마크를 표시하기 전에 표준화된 장치 유형, 보안 메커니즘, 시운전 절차 및 상호 운용성 요구 사항을 구현해야 합니다.
 

엔지니어링 관점에서 볼 때 이는 제품 개발을 여러 방식으로 변화시킵니다.
 

첫째, 펌웨어 설계가 더욱 표준화됩니다. 제조업체는 다양한 스마트 홈 생태계에 대해 별도의 애플리케이션 로직을 유지하는 대신 Wi-Fi 또는 Thread와 같은 다양한 전송 기술을 계속 지원하면서 통합 상호 작용 모델을 중심으로 개발할 수 있습니다.

둘째, 상호 운용성 테스트가 점점 더 중요해지고 있습니다. Matter- 지원 블라인드 모터는 단일 생태계 내에서만 작동하는 대신 여러 공급업체의 컨트롤러와 일관되게 통신할 것으로 예상됩니다. 이로 인해 펌웨어 검증, 프로토콜 준수 및 장기-소프트웨어 유지 관리가 더욱 강조됩니다.
 

마지막으로 보안은 더 이상 선택 사항이 아닙니다. Matter에서는 인증 프로세스의 일부로 필수 인증, 장치 증명 및 암호화된 통신을 도입합니다. 따라서 제조업체는 사이버 보안을 추가적인 소프트웨어 기능으로 취급하기보다는 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 고려해야 합니다.
 

OEM 공급업체의 경우 Matter를 채택한다는 것은 더 광범위한 고객 생태계를 위한 제품을 준비한다는 의미이기도 합니다. Apple, Google, Amazon, Samsung 및 기타 공급업체가 Matter 지원을 계속 확장함에 따라 구매자는 점점 더 새로운 스마트 기기가 독점 게이트웨이나 플랫폼별 애플리케이션에 의존하지 않고 기존 플랫폼과 통합되기를 기대합니다.{1}}

WJZ Motor에서는 단순히 새로운 통신 표준을 지원하는 것이 아니라 스마트 블라인드 모터가 서비스 수명 동안 진화하는 자동화 생태계와 호환되도록 보장하는 데 중점을 두고 있습니다.

주거용 및 상업용 프로젝트 전반에 걸쳐 Matter 채택이 계속됨에 따라 우리의 엔지니어링 작업은 세 가지 영역에 집중됩니다.

상호 운용성

블라인드 모터는 지원되는 생태계 전반에서 안정적인 로컬 작동을 유지하면서 인증된 Matter 컨트롤러와 일관되게 통신해야 합니다.

단일 스마트 홈 플랫폼에 맞게 제품을 최적화하는 대신 상호 운용성 테스트는 다양한 컨트롤러 구현 및 시운전 시나리오에서 동작을 검증하기 위한 것입니다.

펌웨어 유지 관리성

통신 표준은 계속 발전하고 있습니다.

Matter는 초기 출시 이후 여러 사양 업데이트를 통해 이미 진행되었으며, 각 버전에서는 장치 범주가 확장되고 상호 운용성이 향상되었습니다. 따라서 시간이 지나도 펌웨어 호환성을 유지하는 것은 제품 개발 중에 중요한 고려 사항입니다.

OEM 고객의 경우 -장기적인 펌웨어 지원을 통해 생태계가 지속적으로 성숙해짐에 따라 향후 마이그레이션 비용을 줄일 수 있습니다.

실용적인 시스템 통합

통신은 전동 쉐이딩 시스템의 한 부분일 뿐입니다.

모터 성능, 한계 정확도, 소음 수준, 토크 안정성 및 전기적 신뢰성은 똑같이 중요합니다.

우리의 개발 철학은 안정적인 모터 제어와 표준{0}}기반 통신을 결합하여 시스템 통합자가 프로토콜 호환성보다는 프로젝트 구현에 집중할 수 있도록 하는 것입니다.
 

스마트 빌딩 산업은 더 큰 단편화보다는 더 큰 상호 운용성을 향해 나아가고 있습니다.

지난 10년 동안 제조업체는 제품을 차별화하기 위해 독립적인 생태계를 개발해 왔습니다. 이러한 접근 방식은 혁신을 가속화하는 동시에 설치자, 통합자 및 최종 사용자에게 호환성 문제도 야기했습니다.

물질은 다른 방향을 나타냅니다.

기존 네트워킹 기술을 대체하는 대신 인증된 장치가 하드웨어 및 소프트웨어 수준에서 경쟁을 유지하면서 여러 생태계에서 협력할 수 있도록 하는 공통 언어를 제공합니다.

스마트 블라인드 모터의 경우 이는 통신이 독점 통합에 덜 의존하고 표준화된 상호 작용에 더 집중된다는 것을 의미합니다.

전환은 하루아침에 이루어지지 않습니다.

수백만 대의 Zigbee, Z-Wave 및 Wi{1}}Fi 기기가 계속 작동하고 있으며 이러한 기술은 앞으로도 수년간 많은 설치에서 중요한 역할을 계속할 것입니다. 그러나 장기적인 상호 운용성이 우선시되는 새로운 스마트 음영 프로젝트의 경우 -Matter는 점점 실험적인 기술이 아닌 엔지니어링 논의의 일부가 되고 있습니다.(출처: Madadi-Barough 외, Matter: 스마트 홈을 위한 IoT 상호 운용성, arXiv, 2024.https://arxiv.org/abs/2405.01618)

주거용 자동화, 상업용 사무실 건물, 호텔 또는 대규모 주택 개발을 위한 모터를 지정하든 엔지니어는 오늘날의 호환성 요구 사항뿐만 아니라 제품의 서비스 수명 전반에 걸쳐 통신 표준이 어떻게 발전할 것인지 평가해야 합니다.