Modèle de données de l'appareil

Les appareils dans Matter ont un modèle de données (DM) bien défini, qui est une modélisation hiérarchique des fonctionnalités d'un appareil. Au niveau supérieur de cette hiérarchie se trouve un appareil.

Appareils et points de terminaison

Tous les appareils, y compris les smartphones et les assistants à domicile, sont composés de nœuds¹. Un nœud est une ressource unique identifiable et adressable dans un réseau qu'un utilisateur peut percevoir comme un tout fonctionnel. La communication réseau dans Matter commence et s'arrête au niveau d'un nœud.

Les nœuds sont un ensemble de points de terminaison. Chaque point de terminaison englobe un ensemble de caractéristiques. Par exemple, un point de terminaison peut être lié à une fonctionnalité d'éclairage, tandis qu'un autre est lié à la détection de mouvement et qu'un autre traite des utilitaires tels que l'OTA de l'appareil.

Rôles de nœud

Un rôle de nœud est un ensemble de comportements associés. Chaque nœud peut avoir un ou plusieurs rôles. Les rôles de nœud incluent :

• Commissaire : nœud qui effectue la mise en service.
• Contrôleur : nœud pouvant contrôler un ou plusieurs nœuds. Par exemple, Google Home app (GHA), Google Assistant et Google Nest Hub (2nd gen). Certains types d'appareils, tels que l'interrupteur d'éclairage marche/arrêt, ont le rôle de contrôleur.
• Contrôlé : nœud pouvant être contrôlé par un ou plusieurs nœuds. La plupart des types d'appareils peuvent être des contrôlés, à l'exception de certains types d'appareils qui ont le rôle de contrôleur, comme l'interrupteur marche/arrêt. L'interrupteur On/Off ne peut être qu'un contrôleur. Il ne peut pas être un appareil contrôlé.
• Fournisseur OTA : nœud pouvant fournir des mises à jour logicielles OTA.
• Demandeur OTA : nœud pouvant demander des mises à jour logicielles OTA.

Clusters

Dans un point de terminaison, un nœud possède un ou plusieurs clusters. Il s'agit d'une autre étape de la hiérarchie des appareils, car ils regroupent des fonctionnalités spécifiques, telles qu'un cluster on/off sur une prise connectée ou un cluster level control sur un point de terminaison d'éclairage à intensité variable.

Un nœud peut également avoir plusieurs points de terminaison, chacun créant une instance de la même fonctionnalité. Par exemple, un luminaire peut exposer un contrôle indépendant de chaque ampoule, ou une multiprise peut exposer un contrôle de chaque prise.

Attributs

Au dernier niveau, nous trouvons les attributs, qui sont des états détenus par le nœud, comme l'attribut niveau actuel d'un cluster de contrôle du niveau. Les attributs peuvent être définis comme différents types de données, tels que uint8, des chaînes ou des tableaux.

Commandes

En plus des attributs, les clusters ont également des commandes, qui sont des actions pouvant être effectuées. Ils sont l'équivalent d'un appel de procédure à distance dans le DM de Matter. Les commandes sont de type verbe, par exemple verrouiller la porte sur un cluster Serrure de porte. Les commandes peuvent générer des réponses et des résultats. Dans Matter, ces réponses sont également définies comme des commandes, mais dans le sens inverse.

Événements

Enfin, les clusters peuvent également avoir des événements, qui peuvent être considérés comme un enregistrement des transitions d'état passées. Alors que les attributs représentent les états actuels, les événements sont un journal du passé et incluent un compteur à augmentation monotone, un code temporel et une priorité. Ils permettent de capturer les transitions d'état, ainsi que la modélisation des données qui n'est pas facilement réalisable avec des attributs.

Le point de terminaison 0 est réservé aux clusters d'utilitaires. Les clusters d'utilitaires sont des clusters spécifiques qui englobent les fonctionnalités de maintenance d'un point de terminaison, telles que la découverte, l'adressage, les diagnostics et la mise à jour logicielle. En revanche, les clusters d'applications sont compatibles avec les actions principales, telles que l'activation/la désactivation ou la mesure de la température.

Types d'appareils

Quelles combinaisons de clusters un fabricant d'appareils doit-il inclure lorsqu'il planifie un nouvel appareil ?

La spécification Matter exige que l'appareil implémente ou étende un ou plusieurs types d'appareils. Un type d'appareil est un ensemble de clusters obligatoires et facultatifs qui définissent les attributs de niveau supérieur d'un appareil physique, tels que Éclairage à intensité variable, Serrure de porte ou Lecteur vidéo.

Les types d'appareils ne sont pas spécifiés par le document principal de la spécification Matter, mais par un document d'accompagnement : la bibliothèque d'appareils. De même, tous les clusters d'applications sont définis dans la bibliothèque de clusters d'applications. Ces trois documents sont disponibles sur le site Web des membres de l'Connectivity Standards Alliance (Alliance).

Chaque point de terminaison implémentant un type d'appareil doit implémenter les clusters obligatoires qui définissent ce type d'appareil. En plus des clusters obligatoires, le point de terminaison peut implémenter des clusters supplémentaires, y compris un ou plusieurs clusters facultatifs du type d'appareil, ou même des clusters qui ne font pas partie du type d'appareil.

Clients et serveurs

Les clusters peuvent être un cluster client ou un cluster serveur. Alors qu'un serveur est avec état et contient des attributs, des événements et des commandes, un client est sans état et sa responsabilité est d'initier des interactions avec un cluster de serveurs distant, effectuant ainsi les opérations suivantes :

• lit et écrit ses attributs distants.
• lectures de ses événements distants.
• appel de ses commandes à distance.

Bien que le DM soit hiérarchique au sein d'un nœud, la relation entre les nœuds ne l'est pas. Les nœuds de Matter n'ont pas de relations verticales de type contrôleur/périphérique ou leader/suiveur. Au contraire, la relation est horizontale : n'importe quel cluster peut être un serveur ou un client. Ainsi, un nœud peut être à la fois un serveur et un client pour différents clusters et fonctionnalités.

Par exemple, nous pouvons avoir deux lampes de table : le nœud A et le nœud B. Les deux nœuds implémentent un type d'appareil On/Off Light (Lumière marche/arrêt). Ce type d'appareil inclut un cluster On/Off Server (Serveur On/Off) qui contrôle leurs sorties lumineuses physiques respectives.

Cependant, comme les lampes de table classiques, nos appareils physiques incluront également un type d'appareil Interrupteur d'éclairage pour leurs interrupteurs marche/arrêt locaux. Ce type d'appareil doit implémenter un cluster On/Off Client afin de pouvoir contrôler les clusters de serveurs.

Dans cet exemple, le cluster client On/Off du nœud A modifie les attributs du cluster serveur On/Off du nœud A et du nœud B, tandis que le cluster client du nœud B ne modifie que le cluster serveur du nœud B lui-même.

Dans la section suivante, nous allons détailler l'interaction entre les clusters client et serveur : le modèle d'interaction.

Cluster de descripteurs

Comme son nom l'indique, le serveur de cluster de descripteurs fournit des informations d'introspection. Il décrit le point de terminaison en énumérant ses :

• Clusters de serveurs.
• Clusters de clients.
• Types d'appareils.
• Points de terminaison supplémentaires, appelés "pièces".

Chaque type d'appareil nécessite l'implémentation de clusters de descripteurs. Le type d'appareil racine est défini sur le point de terminaison 0. La lecture de son cluster de descripteurs permet au client de parcourir l'arborescence complète des points de terminaison disponibles et d'effectuer les opérations applicables.

Le commissaire ou l'appareil de contrôle, tel qu'un téléphone ou un hub, peut utiliser les informations du cluster de descripteurs pour modéliser l'appareil (lumière, interrupteur, pompe, thermostat) et les fonctionnalités spécifiques implémentées par cette instance particulière de l'appareil, en affichant l'interface utilisateur appropriée à l'utilisateur.

Clusters de serveurs

L'attribut ServerList liste les serveurs de cluster dans le point de terminaison.

Clusters clients

L'attribut ClientList liste les clients du cluster dans le point de terminaison.

Liste des types d'appareils

L'attribut DeviceTypeList est une liste des types d'appareils compatibles avec le point de terminaison, ainsi que leurs révisions respectives. Il doit contenir au moins un type d'appareil.

Liste des pièces

PartsList contient la liste des points de terminaison utilisés pour implémenter ce type d'appareil.

Le PartsList du point de terminaison 0 (nœud racine) contient tous les points de terminaison de l'appareil, à l'exception de lui-même (point de terminaison 0).

Le champ PartsList des autres points de terminaison est généralement vide. Par exemple, un capteur de température nécessite un cluster de serveur de mesure de la température, et rien d'autre.

D'autres types d'appareils peuvent être composés d'une structure arborescente de plusieurs instances DeviceType. Par exemple, un type d'appareil "Lecteur vidéo" peut être composé d'un téléviseur, d'un lecteur vidéo, d'une enceinte et de différents types d'appareils "Application de contenu", chacun sur un point de terminaison différent.