중요 가상 기기 빌드

1. 소개

Matter는 스마트 기기 개발을 위한 흥미로운 기회를 제공하는 연결 프로토콜입니다. 이 Codelab에서는 사전 구성된 Docker 이미지에 제공되는 SDK 및 종속 항목을 사용하여 첫 번째 Matter 기기를 빌드합니다.

Matter에 관해 자세히 알아보려면 Google Home 개발자 센터 또는 Connectivity Standards Alliance 웹사이트를 방문하세요.

학습할 내용

  • Matter 빌드 환경 설정 방법
  • 컴퓨터에서 실행되는 가상 Matter 기기를 빌드하는 방법
  • Google Home으로 가상 Matter 기기를 커미셔닝하고 제어하는 방법

필요한 항목

2. 환경 설정

Linux 호스트 머신에서 이전에 구성한 Docker 컨테이너를 사용하겠습니다. 이 컨테이너에는 Matter 가상 기기를 빌드하고 실행하는 데 필요한 모든 종속 항목이 포함됩니다.

하드웨어 확인

Windows 및 macOS 컴퓨터는 이 Docker 설치에서 지원되지 않습니다. macOS에서 Matter를 수동으로 설치하고 빌드할 수 있습니다.

또한 이 안내에서는 Linux 시스템이 X11 윈도잉 시스템을 실행한다고 가정합니다. Linux 시스템에서 Wayland을 실행하는 경우 X.Org도 설치되어 있는지 확인합니다.

Docker 설정

  1. Docker Engine을 설치합니다 (Docker Desktop을 사용하지 않음).
  2. Docker Hub에서 Docker 이미지를 가져옵니다. 터미널 창에서 다음을 실행합니다.
    user@host> docker pull us-docker.pkg.dev/nest-matter/docker-repo/virtual-device-image:latest
    이 작업은 완료하는 데 몇 분 정도 걸릴 수 있습니다. 
  3. user@host> xhost local:1000
user@host> docker run -it --ipc=host --net=host -e DISPLAY --name matter-container us-docker.pkg.dev/nest-matter/docker-repo/virtual-device-image:latest
    를 실행하여 Docker 컨테이너를 시작합니다.

컨테이너를 시작하면 진단 결과가 표시된 후 컨테이너 구성이 올바르다는 확인 메시지가 표시되고 마지막으로 컨테이너 셸 프롬프트가 표시됩니다.

Environment looks good, you are ready to go!
$

docker 명령어와 여기에 전달한 옵션을 살펴보겠습니다.

  • xhost local:1000를 사용하면 X Window System이 포트 1000의 로컬 호스트로부터 연결을 수신할 수 있으므로 그래픽 사용자 인터페이스를 사용할 수 있습니다.
  • docker run … image는 지정된 이미지를 실행하고 필요한 경우 Docker 레지스트리에서 가져옵니다.
  • --ipc=host를 사용하면 Docker가 프로세스 간 통신 네임스페이스를 호스트 머신과 공유할 수 있습니다.
  • --net=host를 사용하면 Docker가 컨테이너 내부의 호스트 네트워크 스택을 사용할 수 있습니다. 이는 호스트에서 컨테이너로 mDNS 트래픽을 전달하고 호스트 X11 디스플레이를 공유하는 데 필요합니다.
  • -e DISPLAY는 $DISPLAY를 호스트로 내보내 시스템 그래픽 인터페이스에 대한 액세스 권한을 제공합니다. Matter 클러스터를 수정할 때 ZAP 도구를 실행하는 데 필요합니다.
  • -it는 백그라운드 프로세스 대신 대화형 터미널 (tty)를 사용하여 Docker를 실행합니다.

필요한 경우 두 번째 터미널 세션 인스턴스를 실행할 수 있습니다.

user@host> docker exec -it matter-container /bin/bash
$

Matter Docker 컨테이너 중지 및 시작

docker run 명령어를 실행할 때마다 지정된 이미지로 새 컨테이너를 만듭니다. 이렇게 하면 이전 컨테이너 인스턴스에 저장된 이전 데이터가 삭제됩니다. 이렇게 해야 새로 설치할 수 있기 때문에 이러한 작업을 수행해야 할 수 있습니다. 하지만 세션 간에 작업 및 환경 구성을 저장하고 싶은 경우도 있습니다.

따라서 컨테이너를 만든 후에 컨테이너를 중지하면 작업 손실을 방지할 수 있습니다.

user@host> docker stop matter-container

다시 실행할 준비가 되면 컨테이너를 시작하고 터미널 창을 엽니다.

user@host> docker start matter-container
user@host> docker exec -it matter-container /bin/bash

다음을 사용하여 컨테이너에 대한 추가 터미널 세션을 열 수 있습니다.

user@host> docker exec -it matter-container /bin/bash

또는 다음을 사용하여 루트 세션을 시작합니다.

user@host> docker exec -u 0 -it matter-container /bin/bash

Matter 초기 설정

터미널이 열리면 ~/connectedhomeip에 있는 Matter의 클론된 저장소에 이미 터미널이 있습니다. 추가적인 Matter 설정 단계는 없습니다.

호스트와 컨테이너 간 파일 공유

컨테이너 내에서 호스트 머신의 파일에 액세스하려면 바인드 마운트를 사용할 수 있습니다. 호스트에서 쉽게 액세스할 수 있도록 컨테이너 내에서 마운트된 디렉터리에 파일을 쓸 수도 있습니다.

추가 인수 --mount source=$(pwd),target=/workspace,type=bind로 컨테이너를 실행하여 현재 작업 디렉터리를 /workspace의 컨테이너에 마운트합니다.

user@host> docker run -it --ipc=host --net=host -e DISPLAY --name matter-container --mount source=$(pwd),target=/workspace,type=bind us-docker.pkg.dev/nest-matter/docker-repo/virtual-device-image:latest

마운트된 디렉터리에 대한 컨테이너 사용자의 권한은 호스트에서 관리되어야 합니다.

컨테이너 내에서 컨테이너 사용자의 그룹 ID를 가져옵니다.

$ id
uid=1000(matter) gid=1000(matter) groups=1000(matter)

컨테이너 호스트에서 다른 터미널 세션을 열고 작업 디렉터리를 컨테이너가 마운트한 디렉터리로 설정합니다.

마운트된 디렉터리의 파일 그룹을 컨테이너 사용자의 그룹으로 재귀적으로 설정합니다.

user@host> sudo chgrp -R 1000 .

디렉터리에서 원하는 권한을 그룹에 부여합니다. 이 예에서는 컨테이너 사용자의 그룹에 마운트된 디렉터리의 모든 파일에 대한 읽기, 쓰기, 실행 권한을 부여합니다.

user@host> sudo chmod -R g+rwx .

이러한 명령은 호스트 사용자가 만든 새 파일의 권한에 영향을 주지 않습니다. 필요에 따라 호스트에서 생성된 새 파일의 권한을 업데이트해야 합니다.

호스트 사용자를 컨테이너 사용자의 그룹에 추가하여 컨테이너 사용자가 만든 파일에 대한 권한을 상속받을 수 있습니다.

user@host> currentuser=$(whoami)
user@host> sudo usermod -a -G 1000 $currentuser

3. Google Home 개발자 콘솔

Google Home 개발자 콘솔은 Matter와 Google Home의 통합을 관리하는 웹 애플리케이션입니다.

Connectivity Standards Alliance (Alliance) Matter 인증을 통과한 모든 Matter 기기는 Google Home 생태계에서 작동합니다. 인증을 받지 않은 개발 중인 기기는 특정 조건에서 Google Home 생태계에 시사할 수 있습니다. 자세한 내용은 페어링 제한사항을 참고하세요.

개발자 프로젝트 만들기

먼저 Google Home 개발자 콘솔로 이동합니다.

  1. 프로젝트 만들기를 클릭합니다.
  2. 고유한 프로젝트 이름을 입력한 후 프로젝트 만들기를 클릭합니다. 새 프로젝트 만들기 대화상자
  3. + 통합 추가를 클릭합니다. 그러면 Matter 리소스 화면으로 이동하여 Matter 개발 문서를 보고 일부 도구에 관해 알아볼 수 있습니다.
  4. 계속할 준비가 되면 다음: 개발을 클릭하여 Matter 체크리스트 페이지를 표시합니다.
  5. 다음: 설정을 클릭합니다.
  6. 설정 페이지에서 제품 이름을 입력합니다.
  7. 기기 유형 선택을 클릭하고 드롭다운 메뉴에서 기기 유형을 선택합니다 (이 경우 Light).
  8. 공급업체 ID (VID)에서 VID 테스트를 선택한 다음 VID 드롭다운 메뉴에서 0xFFF1을 선택합니다. 제품 ID (PID)에 0x8000을 입력하고 저장하고 계속하기를 클릭한 후 다음 페이지에서 저장을 클릭합니다. 이 정확한 VID/PID 값을 사용하세요. 이후 Codelab 단계는 이 값에 따라 달라집니다.
    프로젝트 설정
  9. 이제 Matter 통합 아래에 통합이 표시됩니다.
  10. 허브를 재부팅하여 최신 Matter 통합 프로젝트 구성을 수신하도록 합니다. 나중에 VID 또는 PID를 변경해야 하는 경우 변경사항을 적용하려면 프로젝트를 저장한 후 재부팅해야 합니다. 단계별 재부팅 안내는 Google Nest 또는 Google Wifi 기기 다시 시작하기를 참고하세요.

4. 기기 빌드

Matter의 모든 예시는 GitHub 저장소의 examples 폴더에서 찾을 수 있습니다. 여러 샘플이 있지만 이 Codelab에서는 Chef에 중점을 둡니다.

Chef는 다음 두 가지 조건을 모두 충족합니다.

  • 터미널 인터페이스와 examples/shell 앱에도 있는 래핑 기능을 제공하는 샘플 앱입니다.
  • 규칙 우선 구성 원칙을 채택하여 Matter 지원 기기를 개발하는 데 필요한 여러 일반적인 작업을 캡슐화하는 스크립트입니다.

Chef 예시 폴더로 이동하여 첫 번째 Matter 빌드를 만듭니다.

$ cd examples/chef
$ ./chef.py -zbr -d rootnode_dimmablelight_bCwGYSDpoe -t linux

Chef에는 chef.py -h를 실행하여 볼 수 있는 몇 가지 옵션이 있습니다. 여기에서 사용하는 옵션은 다음과 같습니다.

  • -d: 사용할 기기 유형을 정의합니다. 여기서는 켜기/끄기 및 레벨 컨트롤이 있는 조명 앱을 만듭니다.
  • -z: ZAP 도구를 호출하여 기기 유형을 구현하는 소스 파일을 생성합니다. 즉, 개발자가 선택한 조명에 따라 ZAP는 조명 (데이터 모델) 및 조명이 다른 기기와 상호작용하는 방식 (상호작용 모델)을 정의하는 빌드에 통합할 코드를 자동으로 생성합니다.
  • -b: 빌드
  • -r: [선택사항] 다른 구성요소 (예: GUI)가 기기와 통신하여 데이터 모델 속성을 설정하고 가져올 수 있도록 가상 Matter 기기에서 RPC 서버를 사용 설정합니다.
  • -t linux: 타겟 플랫폼입니다. 지원 플랫폼은 linux, nrfconnect, esp32입니다. ./chef.py -h를 실행하면 사용 가능한 모든 명령어와 지원되는 타겟 플랫폼을 확인할 수 있습니다. linux는 가상 Matter 기기에 사용됩니다.

기기 실행

Matter는 TCP/UDP 포트 5540을 사용하므로 컴퓨터에서 방화벽이 실행 중인 경우 방화벽을 종료하거나 포트 5540에서 들어오는 TCP/UDP 연결을 허용하세요.

다음을 사용하여 컨테이너에서 가상 기기를 실행합니다.

$ ./linux/out/rootnode_dimmablelight_bCwGYSDpoe
   [1648589956496] [14264:16538181] CHIP: [DL] _Init]
...
[1648562026.946882][433632:433632] CHIP:SVR: SetupQRCode: [MT:Y3.13Y2N00KA0648G00]
[1648562026.946893][433632:433632] CHIP:SVR: Copy/paste the below URL in a browser to see the QR Code:
[1648562026.946901][433632:433632] CHIP:SVR: https://project-chip.github.io/connectedhomeip/qrcode.html?data=MT%3AY3.13Y2N00KA0648G00
[1648562026.946915][433632:433632] CHIP:SVR: Manual pairing code: [34970112332]

기기를 실행 상태로 둡니다. 이제 기기를 Google Home에 전송할 수 있도록 Google Home 앱을 살펴보겠습니다.

기기 중지

기기를 중지해야 하는 경우 CTRL+C를 사용하여 프로그램을 종료할 수 있습니다. 앱이 종료되지 않으면 CTRL+\도 사용해야 할 수 있습니다.

가상 기기의 사용자 인증 정보는 /tmp/ 디렉터리의 chip 접두어로 시작하는 파일에 저장됩니다.

전체 커미셔닝 프로세스를 처음부터 반복하려면 다음 명령어를 실행하여 해당 파일을 삭제해야 합니다.

$ rm /tmp/chip*

5. 가상 기기 컨트롤러

가상 기기 컨트롤러는 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하여 가상 Matter 기기의 상태를 제어하고 표시하는 독립형 앱입니다. RPC 클라이언트를 사용하여 개발 환경에 연결된 Matter 기기와 통신합니다.

가상 기기 컨트롤러

가상 기기 컨트롤러는 가상 기기를 시각적으로 나타냅니다.

가상 기기 컨트롤러 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)를 통해 가상 기기와 상호작용할 수 있습니다. GUI의 변경사항은 기본 데이터 모델에 영향을 미칩니다. 지원되는 Matter 가상 기기 유형의 전체 목록은 지원되는 기기를 참고하세요.

가상 기기 컨트롤러 설치

가상 기기 컨트롤러는 Ubuntu LTS 20.04 Docker 컨테이너에 사전 설치되어 제공됩니다.

가상 기기 컨트롤러 실행

두 번째 터미널 세션 인스턴스를 만듭니다.

user@host> docker exec -it matter-container /bin/bash
$

가상 기기와 통신하는 데 사용할 네트워크 소켓을 제공하여 가상 기기 컨트롤러를 시작합니다.

  $ cd ~/matter-virtual-device-gui/
  $ electron main.js --s=localhost:33000 --no-sandbox

인수를 제공하지 않고 컨트롤러를 시작하면 localhost 포트 33000을 사용하여 네트워크 소켓 옵션으로 기본 설정됩니다. 컨트롤러가 가상 기기에 연결되면 기기 상태를 보여주는 화면이 표시됩니다.

가상 기기 그래픽 사용자 인터페이스

가상 컨트롤러 앱을 변경할 때 앱이 기기의 RPC 서버로 요청을 전송하고, 상태를 가져오기 위해 초당 한 번 RPC 서버를 폴링합니다.

기기 커미셔닝 과정에서 가상 기기 컨트롤러 앱을 사용하여 QR 코드를 가져올 수도 있습니다. 기기 이미지 옆의 QR 코드 아이콘을 클릭하여 이 기기의 QR 코드를 표시합니다. 이 QR 코드를 사용하여 기기를 커미셔닝하세요.

6. 기기 커미셔닝

참고: 이 단계는 Google Home 개발자 콘솔에서 이미 프로젝트를 설정한 경우에만 성공합니다.

Nest Hub

Matter 패브릭에 기기를 커미셔닝하려면 허브가 필요합니다. Matter를 지원하는 Nest Hub (2세대)와 같이 스레드 지원 기기의 보더 라우터와 스마트 홈 인텐트 라우팅을 위한 로컬 처리 경로의 역할을 하는 Google Nest 기기입니다.

Matter를 지원하는 허브는 이 목록을 참고하세요.

커미셔닝 프로세스를 시작하기 전에 다음 사항을 확인하세요.

  • 허브는 Google Home 콘솔에 로그인할 때 사용한 Google 계정과 페어링되어 있습니다.
  • 허브는 Virtual Matter 기기를 실행하는 데 사용 중인 컴퓨터와 동일한 Wi-Fi 네트워크에 연결되어 있습니다.
  • 허브는 Google Home 앱에서 사용하는 것과 동일한 구조로 되어 있습니다. Google Home 그래프의 '집'은 사용자의 구조를 나타냅니다.

QR 코드 받기

커미셔닝 프로세스를 진행하려면 QR 코드를 통해 제공되는 Matter 온보딩 정보가 필요합니다. 가상 기기 컨트롤러에서 가상 기기의 QR 코드를 가져올 수 있습니다.

수수료 작업 실행

  1. Google Home 앱을 엽니다.
  2. 왼쪽 상단의 +를 탭합니다.
  3. 기기 설정을 탭합니다.
  4. 새 기기를 탭합니다.
  5. 홈을 선택하고 다음을 탭합니다.
  6. Google Home 앱에서 기기를 검색합니다. 'Matter Device found...'라는 메시지가 표시되면 '예'를 탭합니다. 또는 다른 기기 설정을 탭한 다음 기기 목록에서 Matter 기기를 선택합니다.
  7. 카메라로 기기의 QR 코드 또는 웹사이트에서 생성한 QR 코드를 가리킵니다.
  8. Google Home 앱 플로우에 표시된 대로 페어링 절차를 계속합니다.

이 단계를 완료하면 Matter 가상 기기가 정상적으로 설정되고 Google Home 앱에 새 아이콘으로 표시됩니다.

Google Home 앱의 페어링된 전구

문제 해결

'연결 문제' 또는 'Google에 문의할 수 없음' 오류 메시지와 함께 커미셔닝 실패

  • Google Home 콘솔에서 올바른 VID/PID 조합 으로 프로젝트를 만들었는지, 동일한 VID/PID 조합을 사용하는 다른 프로젝트가 없는지 확인합니다.

장시간 '기기 스캔' 후 커미셔닝 실패

7. 기기 제어

Matter 지원 기기가 시운전되어 Google Home 앱에 전구로 표시되면 다양한 방법으로 기기 제어를 테스트할 수 있습니다.

  • Google 어시스턴트를 사용 중입니다.
  • Google Home 앱 사용
  • Virtual Device GUI 사용

Google 어시스턴트

휴대전화 또는 허브에서 Google 어시스턴트를 사용하여 "Hey Google, 조명 전환해 줘"와 같은 음성 명령에서 기기 상태를 전환하세요.

더 많은 명령어 예시를 보려면 Google Home 앱에 추가된 스마트 홈 기기 제어하기의 음성 명령으로 스마트 홈 기기 제어하기 섹션을 참고하세요.

Google Home 앱

Google Home 앱에 표시된 전구 아이콘 옆의 켜기 또는 끄기 라벨을 탭할 수 있습니다.

자세한 내용은 Google Home 앱에 추가된 스마트 홈 기기 제어하기의 Google Home 앱으로 기기 제어하기 섹션을 참고하세요.

가상 기기 GUI

가상 기기 GUI와 상호작용하여 기기의 상태를 변경할 수 있습니다. 가상 기기 컨트롤러, 휴대전화의 Google Home 앱, 허브 중 무엇을 사용하든 모든 인터페이스에 가상 기기의 현재 상태가 반영됩니다.

8. 수고하셨습니다

첫 번째 Matter 기기를 만들었습니다 사용하든,

이 Codelab을 통해 학습한 내용은 다음과 같습니다.

  • 사전 패키징된 Docker 이미지를 사용하여 Matter 개발 환경을 설치합니다.
  • Matter 가상 기기를 빌드하고 실행합니다.
  • Google Home에서 가상 기기를 커미셔닝하고 제어하세요.

Matter에 관해 자세히 알아보려면 다음 참고 자료를 확인하세요.