Os dispositivos em Matter têm um modelo de dados (DM) bem definido, que é uma modelagem hierárquica dos recursos de um dispositivo. No nível superior dessa hierarquia, há um Dispositivo.
Dispositivos e endpoints
Todos os dispositivos, incluindo smartphones e assistentes para casa, são compostos por nós1. Um nó é um recurso exclusivo, identificável e endereçável em uma rede que um usuário pode perceber como funcionalmente inteiro. A comunicação de rede no Matter se origina e termina em um nó.
Os nós são um conjunto de endpoints. Cada endpoint inclui um conjunto de recursos. Por exemplo, um endpoint pode estar relacionado a uma funcionalidade de iluminação, enquanto outro está relacionado à detecção de movimento e outro lida com utilitários, como a atualização OTA do dispositivo.
Funções do nó
Uma função de nó é um conjunto de comportamentos relacionados. Cada nó pode ter uma ou mais funções. Os papéis do nó incluem:
- Comissário: um nó que realiza o provisionamento.
- Controlador: um nó que pode controlar um ou mais nós. Por exemplo, Google Home app (GHA), Google Assistant e Google Nest Hub (2nd gen). Alguns tipos de dispositivos, como o interruptor de luz on/off, têm a função de controlador.
- Controlee: um nó que pode ser controlado por um ou mais nós. A maioria dos tipos de dispositivo pode ser um "Controlado", exceto alguns tipos que têm a função "Controlador", como o interruptor de luz on/off. O interruptor de luz On/Off só pode ser um controlador. Não pode ser um Controlee.
- Provedor de OTA: um nó que pode fornecer atualizações de software OTA.
- Solicitante de OTA: um nó que pode solicitar atualizações de software OTA.
Clusters
Em um Endpoint, um nó tem um ou mais Clusters. Eles são outra etapa na hierarquia de dispositivos, já que agrupam funcionalidades específicas, como um cluster liga/desliga em um plugue inteligente ou um cluster de controle de nível em um endpoint de luz dimerizável.
Um nó também pode ter vários endpoints, cada um criando uma instância da mesma funcionalidade. Por exemplo, um dispositivo de iluminação pode expor o controle independente de luzes individuais, ou uma régua de energia pode expor o controle de tomadas individuais.
Atributos
No último nível, encontramos os Atributos, que são estados mantidos pelo nó, como o atributo nível atual de um cluster controle de nível. Os atributos podem ser definidos como diferentes tipos de dados, como uint8, strings ou matrizes.
Comandos
Além dos atributos, os clusters também têm comandos, que são ações que podem ser realizadas. Eles são o equivalente na DM do Matter de uma chamada de procedimento remoto. Os comandos são semelhantes a verbos, como trancar a porta em um cluster de fechadura de porta. Os comandos podem gerar respostas e resultados. No Matter, essas respostas também são definidas como comandos, indo na direção oposta.
Eventos
Por fim, os clusters também podem ter Eventos, que podem ser considerados um registro de transições de estado anteriores. Enquanto os atributos representam os estados atuais, os eventos são um registro do passado e incluem um contador crescente de maneira uniforme, um carimbo de data/hora e uma prioridade. Eles permitem capturar transições de estado e modelagem de dados que não são facilmente alcançadas com atributos.
O endpoint 0 é reservado para os clusters de utilidade. Os clusters de utilidade são clusters específicos que incluem funcionalidades de serviço em um endpoint, como descoberta, endereçamento, diagnóstico e atualização de software. Por outro lado, os clusters de aplicativos oferecem suporte a ações principais, como ligar/desligar ou medição de temperatura.
Tipos de dispositivo
No total, quais combinações de cluster devem ser incluídas quando um fabricante de dispositivos planeja um novo dispositivo?
A especificação Matter exige que o dispositivo implemente ou estenda um ou mais tipos de dispositivo. Um tipo de dispositivo é uma coleção de clusters obrigatórios e opcionais que definem os atributos de nível superior de um dispositivo físico, como Luz dimerizável, Fechadura da porta ou Reprodutor de vídeo.
Os tipos de dispositivo não são especificados no documento principal da especificação Matter, mas em um documento complementar: a Biblioteca de dispositivos. Da mesma forma, todos os clusters de aplicativos são definidos na Biblioteca de clusters de aplicativos. Esses três documentos podem ser encontrados no site para membros do Connectivity Standards Alliance (Alliance).
Cada endpoint que implementa um tipo de dispositivo precisa implementar os clusters obrigatórios que definem esse tipo de dispositivo. Além dos clusters obrigatórios, o endpoint pode implementar outros clusters, incluindo um ou mais dos clusters opcionais do tipo de dispositivo ou até mesmo clusters que não fazem parte do tipo de dispositivo.
Clientes e servidores
Os clusters podem ser um cluster de cliente ou um cluster de servidor. Enquanto um servidor é com estado e contém atributos, eventos e comandos, um cliente é sem estado e a responsabilidade dele é iniciar interações com um cluster de servidor remoto, realizando o seguinte:
- lê e grava os atributos remotos.
- leituras dos eventos remotos.
- invocação dos comandos remotos.
Embora a DM seja hierárquica em um nó, a relação entre os nós não é. Os nós em Matter não têm relações verticais de controlador/periférico ou líder/seguidor. Pelo contrário, a relação é horizontal: qualquer cluster pode ser Servidor ou Cliente. Assim, um nó pode ser servidor e cliente em relação a diferentes clusters e funcionalidades.
Por exemplo, podemos ter dois abajures: Nó A e Nó B. Os dois nós implementam um tipo de dispositivo Luz on/off. Esse tipo de dispositivo inclui um cluster On/Off Server que controla as respectivas saídas de luz física.
Mas, como as luminárias de mesa comuns, nossos dispositivos físicos também incluem um tipo de dispositivo Interruptor de luz on/off para os interruptores on/off locais. Esse tipo de dispositivo precisa implementar um cluster cliente de ativação/desativação para controlar os clusters de servidor.
Neste exemplo, o cluster cliente On/Off no nó A está mudando os atributos do cluster servidor On/Off no nó A e no nó B, enquanto o cluster cliente do nó B está mudando apenas o cluster servidor no próprio nó B.
Na próxima seção, vamos detalhar como os clusters de cliente e servidor interagem: o modelo de interação.
Cluster de descritores
Como o nome sugere, o servidor de cluster de descritores fornece informações de introspecção. Ele descreve o endpoint enumerando:
- Clusters de servidor.
- Clusters de clientes.
- Tipos de dispositivo.
- Endpoints adicionais, conhecidos como partes.
Cada tipo de dispositivo exige a implementação de clusters de descritores. O tipo de dispositivo raiz é definido no endpoint 0. A leitura do cluster de descritores vai dar ao cliente a visibilidade para percorrer toda a árvore de endpoints disponíveis e realizar as operações aplicáveis.
O comissário ou dispositivo de controle, como um smartphone ou hub, pode usar as informações encontradas no cluster de descritores para modelar o dispositivo (luz, interruptor, bomba, termostato) e recursos específicos implementados por essa instância específica do dispositivo, mostrando a interface correta para o usuário.
Clusters de servidores
O atributo ServerList lista os servidores de cluster no endpoint.
Clusters de clientes
O atributo ClientList lista os clientes do cluster no endpoint.
Lista de tipos de dispositivos
O atributo DeviceTypeList é uma lista de tipos de dispositivos compatíveis com o
endpoint, junto com as respectivas revisões. Ele precisa conter pelo menos um tipo de dispositivo.
Lista de peças
O PartsList contém a lista de endpoints usados para implementar esse tipo de dispositivo.
O PartsList do endpoint 0 (nó raiz) contém todos os endpoints do dispositivo, exceto ele mesmo (endpoint 0).
O PartsList de outros endpoints geralmente fica vazio. Por exemplo, um sensor de temperatura exige um cluster de servidor de medição de temperatura e nada mais.
Outros tipos de dispositivos podem ser compostos em uma estrutura de árvore de mais de uma instância de DeviceType. Por exemplo, um tipo de dispositivo player de vídeo pode ser composto por TV, player de vídeo, alto-falante e diferentes tipos de dispositivos de apps de conteúdo, cada um em um endpoint diferente.
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A especificação Matter determina que um dispositivo pode ter vários nós. Por exemplo, os smartphones podem ter vários apps, e cada um deles é um nó diferente. Para fins deste tutorial, todos os dispositivos vão conter um único nó. A maioria dos dispositivos físicos segue esse padrão. ↩