Habt ihr euch schon mal Gedanken gemacht, euer zu Hause in ein SmartHome zu verwandeln? Den Status von Rollos, Kameras, Klingeln, Türen und Fenster mit einer Automation zu versehen? Dann habt ihr euch bestimmt diverse Produkte und Hersteller angeschaut und habt in eurer Recherche festgestellt, dass es keinen Standard für die Vernetzung, geschweige denn für die Kommunikation von verschieden Geräten durch verschiedene Hersteller gibt. Auch werdet ihr festgestellt haben, dass die Bedienung bzw. das Steuern der Endgeräte durch verschiedene Bridges ermöglicht wird. Zumal jeder Hersteller eigene Bridges verwendet oder andere nur bedingt zulässt.

Spätestens jetzt sinkt bei mir die Akzeptanz als passionierter Apple Nutzer. Besonders da die einzelnen Geräte / Bridges für einzelne Plattformen wie iOS oder Android entwickelt wurden.

Eine Achilles Ferse bei Smart Home Geräten war häufig die Sicherheit. Da die Geräte teilweise „offen“ mit dem heimischen Netzwerk verbunden sind, sind diese ein Sicherheitsrisiko und Daten und Zugriffe auf das WLAN und somit auch auf weitere Geräte kann einfacher erfolgen.

Jedes Matter Gerät bekommt ab Werk ein Zertifikat, das zentral auf einer Datenbank liegt. Bei der Installation gleicht die App das Zertifikat im Internet-Datenbank ab. Dadurch ist sichergestellt, dass ein „trojanisches Pferd“ sich nicht in einem Netzwerk einschleusen kann. Die Geräte geben ihre Informationen und Schaltbefehel auch verschlüsselt weiter, so dass die Daten nicht von Dritten einfach mitgelesen werden können.

Nicht nur die potenziellen Kunden haben dieses Problem erkannt, sondern natürlich auch die Hersteller. So haben die großen Tech-Unternehmen wie Amazon, Google und Apple zusammen mit Comcast, SmartThings und der Zigbee Allianz die Initiative ergriffen, um einen Standard für SmartHome Geräte zu definieren.

Dieser Standard dient den Herstellern von SmartHome Geräten dabei, genau zu definieren welche Parameter ihre Geräte übermitteln müssen. Zusätzlich löst Matter das Problem der fehlenden Interoperabilität – das bedeutet, dass man künftig, unabhängig der eingesetzten Steuerzentrale von Amazon, Google oder Apple, die SmartHome Geräte in jedem der genannten Ökosysteme verwendet kann.

In den unten stehenden vier Elementen, habe ich beschrieben, wie Matter funktioniert.

Mit der Einführung von Matter im Dezember 2022 gab es nur eine kleine Auswahl von Produkten, die Matter unterstützen. Mit der Matter Version 1.0 zogen die gängigsten und notwendigsten Produktkategorien ein

• Beleuchtung und Elektrik
• Steuerung von Heizung, Lüftung und Klimatechnik
• TV-Geräte
• Jalousien und Beschattungslösungen
• Sensoren (inklusive Sicherheit und Überwachung)
• Gateways und Bridges

Die Einführung der Version 1.0 machte zunächst Produkte matter-fähig, die den Zugang und die Installation via Matter ermöglichen. Dies sind TV-Geräte (dienen als Steuerzentral), Gateway und Bridges.

Mit jeder neuen Version hat sich die Connectivity Standards Alliance (kurz CSA) vorgenommen, neue Produktkategorien einzuführen und somit die Lücke zu noch ausstehenden smarten Devices zu schließen. Dass dies jedoch nicht mit jedem Versionsupdate gelingt, zeigte bereits die Version 1.1 von Matter.

Hier ist nochmals eine Übersicht aller Produktkategorien, die mit der jeweiligen Matter-Version eingeführt wurden

• Beleuchtung und Elektrik: Schalter, Lampen sowie Steckdosen können ein- und ausgeschaltet werden.
• Steuerung von Heizung, Lüftung und Klimatechnik: Klimaanlagen und Thermostate lassen sich zentral steuern.
• TV-Geräte: Fernsehgeräte können als Steuergeräte für andere Matter Produkte dienen.
• Jalousien und Beschattungslösungen: Durch Elektromotoren lassen sich künftig auch Jalousien und Beschattung über Matter steuern. Auch der Grad des Schließens bzw. Öffnens kann gesteuert werden.
• Sensoren (inklusive Sicherheit und Überwachung): Jetzt lässt sich der Status von Fenstern und Türen überwachen. Somit können Automationen einfach gesteuert werden.
• Gateways und Bridges: Bereits bestehende Bridges können für Matter zertifiziert werden.

• Kühlschränke: Über die grundlegende Temperaturregelung und Überwachung hinaus ist dieser Gerätetyp auch auf andere verwandte Geräte wie Gefrierschränke und sogar Weinkühlschränke sowie Kimchi-Kühlschränke anwendbar.
• Raumklimageräte: Während Klimaanlagen und Thermostate bereits Teil von Matter 1.0 waren, werden jetzt auch eigenständige Raumklimageräte mit Temperatur- und Lüftungssteuerung unterstützt
• Geschirrspüler: Grundlegende Funktionen wie die Fernstart- und Fortschrittsbenachrichtigungen sind enthalten. Geschirrspüler-Alarmsignale werden ebenfalls unterstützt und decken Betriebsfehler wie Wasserversorgungs- und Abflussfehler, Temperatur- und Türverriegelungsfehler ab.
• Waschmaschinen: Fortschrittsbenachrichtigungen, wie z.B. der Abschluss eines Waschzyklus, können über Matter gesendet werden. Trockner werden in einer zukünftigen Matter-Version unterstützt.
• Roboterstaubsauger: Über grundlegende Funktionen wie Fernstart und Fortschrittsbenachrichtigungen hinaus gibt es Unterstützung für wichtige Funktionen wie Reinigungsmodi (trockenes Saugen vs. nasses Wischen) und zusätzliche Statusdetails (Bürstenstatus, Fehlerberichterstattung, Ladezustand).
• Rauch- und Kohlenmonoxidmelder: Diese Melder unterstützen Benachrichtigungen sowie akustische und visuelle Alarmierung. Darüber hinaus gibt es Unterstützung für Warnungen bezüglich des Batteriezustands und Benachrichtigungen über das Ende der Lebensdauer. Diese Melder unterstützen auch Selbsttests. Kohlenmonoxidmelder unterstützen die Konzentrationsmessung als zusätzlichen Datenpunkt.
• Luftqualitätssensoren: Unterstützte Sensoren können PM1, PM2.5, PM10, CO2, NO2, VOC, CO, Ozon, Radon und Formaldehyd erfassen und melden. Die Hinzufügung des Luftqualitätsclusters ermöglicht es Matter-Geräten, AQI-Informationen basierend auf dem Standort des Geräts bereitzustellen.
• Luftreiniger: Luftreiniger verwenden den Gerätetyp Luftqualitätssensor, um Sensordaten bereitzustellen, und integrieren auch Funktionen aus anderen Gerätetypen wie Lüftern (erforderlich) und Thermostaten (optional). Luftreiniger umfassen auch die Überwachung von Verbrauchsmaterialien, was Benachrichtigungen zum Filterstatus ermöglicht (HEPA- und Aktivkohlefilter werden in Version 1.2 unterstützt).
• Lüfter: Matter 1.2 enthält Unterstützung für Lüfter als separaten, zertifizierbaren Gerätetyp. Lüfter unterstützen nun Bewegungen wie Wippen/Oszillation und neue Modi wie natürlichen Wind und Schlafwind. Weitere Verbesserungen umfassen die Möglichkeit, die Luftstromrichtung zu ändern (vorwärts und rückwärts) und Schrittbefehle zum Ändern der Luftstromgeschwindigkeit.

Im Jahr 2024 sollen noch weitere Produktkategorien hinzu kommen. Geplant ist mindestens zweimal im Jahr ein Funktionsupdate kommt folgende Produktkategorien sind für 2024 angekündigt:

• Border Router
• Überwachungskameras
• Videotürklingeln (Video Doorbells)
• Access Points
• Wallboxen
• erweiterte Funktionen für TV-Geräte

Thread ist für Matter die Kommunikationsbasis, um Schaltbefehle und Informationen auszutauschen. Dabei ergeben sich mehrere Vorteile dieses Funk-Standards. Die wesentlichen Vorteile sind, dass Thread sparsamer im Energieverbrauch ist. Insbesondere bei batteriebetriebenen Matter Produktion kommt das der Laufzeit der Geräte zu Gute. Außerdem ist Thread Mesh-fähig. Mit jedem Matter Gerät baut man sein Thread Netzwerk weiter aus.

Ein Thread Netzwerk benötigt zunächst immer einen sogenannten Border Router. Dieser Border Router übernimmt die Kommunikation mit dem WLAN / Netzwerk und mit dem Internet. Der Border Router kann bei iOS Geräte ein HomePod, ein HomePod mini oder ein Apple TV (ab 2. Generation 2023) sein. Dieser Border Router stellt die Verbindung zwischen mobilen Endgerät und Internet her. Während in der bisherigen Smart Home Welt die einzelnen Geräte über ein Bridge kommunizierten, ist das ein wesentlicher Vorteil von Matter. So brauchte man je Hersteller oft eine Bridge, was dazu führte dass man mehrere Bridges für mehrere Smart Home Geräte benötigte.

Neben dem Border Router gibt es Router und Endgeräte (Endpunkte). Router übernehmen im Thread Netzwerk die Aufgabe, das Thread-Signal an andere Teilnehmer weiterzuleiten. Sie erstellen ein Mesh-Netzwerk von Thread und machen es dadurch leichter das Thread Netzwerk zu erweitern, zu stabilisieren und robuster zu machen. In der Regel sind Router immer Produkte mit Netzanschluss um auch die Signale peformant weitergeben zu können.

Die Endgeräte sind meist batteriebetrieben Produkte und bilden das „Ende“ einer Netzwerkkette. Dies ist auch logisch, da ein Endgerät somit weniger Strom verbraucht, da es nur bei Bedarf Befehle entgegennimmt oder Informationen weitergibt. Es wäre zu energieintensiv diese Geräteart als Router fungieren zu lassen.