Modelo de dados do dispositivo

Os dispositivos em Matter têm um modelo de dados (DM, na sigla em inglês) 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 claramente identificável e endereçável em uma rede que um usuário pode perceber como funcionalmente inteiro. A comunicação da rede no Matter se origina e termina em um nó.

Os nós são uma coleção de endpoints. Cada endpoint inclui um conjunto de atributos. 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 OTA do dispositivo.

Papéis do nó

Um papel de nó é um conjunto de comportamentos relacionados. Cada nó pode ter um ou mais papéis. Os papéis de nó incluem:

• Comissário: um nó que realiza o comissionamento.
• Controlador: um nó que pode controlar um ou mais nós. Os exemplos incluem Google Home app (GHA), Google Assistant e Google Nest Hub (2nd gen). Alguns tipos de dispositivo, como o interruptor de luz liga/desliga, têm o papel de controlador.
• Controlado: 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 de Controlador, como o Interruptor de luz liga/desliga. O interruptor de luz liga/desliga 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, porque agrupam funcionalidades específicas, como um cluster on/off em uma tomada inteligente ou um cluster de controle de nível em um endpoint de luz com dimmer.

Um nó também pode ter vários endpoints, cada um criando uma instância da mesma funcionalidade. Por exemplo, uma luminária pode expor o controle independente de luzes individuais, ou um filtro de linha 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 de 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 no DM do Matter de uma chamada de procedimento remoto. Os comandos são como verbos, como trancar porta em um cluster de fechadura de porta. Os comandos podem gerar respostas e resultados. No Matter, essas respostas também são definidas como comandos, que vão na direção inversa.

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 diário do passado e incluem um contador que aumenta de forma monotônica, um carimbo de data/hora e uma prioridade. Eles permitem capturar transições de estado, além de modelagem de dados que não é facilmente alcançada com atributos.

O Endpoint 0 é reservado para os clusters de utilitários. Os clusters de utilitários são clusters específicos que incluem a funcionalidade de manutenção 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 dispositivos

No geral, 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 regulável, Fechadura ou Player de vídeo.

Os tipos de dispositivo não são especificados pelo documento principal da especificação Matter, mas por 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 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 tem a responsabilidade de iniciar interações com um cluster de servidor remoto, realizando:

• leituras e gravações nos atributos remotos.
• leituras dos eventos remotos.
• invocação dos comandos remotos.

Embora o DM seja hierárquico 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 Server ou Client. 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 liga/desliga. Esse tipo de dispositivo inclui um cluster de servidor liga/desliga que controla as respectivas saídas de luz física.

No entanto, como os abajures comuns, nossos dispositivos físicos também vão incluir um tipo de dispositivo Interruptor de luz para os interruptores locais. Esse tipo de dispositivo precisa implementar um cluster de cliente de ativação/desativação para controlar os clusters de servidor.

Neste exemplo, o cluster de cliente On/Off no nó A está mudando os atributos do cluster de servidor On/Off no nó A e no nó B, enquanto o cluster de cliente do nó B está mudando apenas o cluster de 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 indica, o servidor de cluster de descritor fornece informações de introspecção. Ele descreve o endpoint enumerando:

• Clusters de servidores.
• Clusters de clientes.
• Tipos de dispositivos.
• Endpoints adicionais, conhecidos como partes.

Cada tipo de dispositivo requer a implementação de clusters de descritores. O tipo de dispositivo raiz é definido no endpoint 0. A leitura do cluster de descritores permite que o cliente visualize toda a árvore de endpoints disponíveis e realize as operações aplicáveis.

O dispositivo comissionador ou controlador, como um smartphone ou hub, pode usar as informações encontradas no cluster de descritores para modelar o dispositivo (luz, interruptor, bomba, termostato) e os recursos específicos implementados por essa instância específica do dispositivo, mostrando a interface correta ao usuário.

Clusters de servidores

O atributo ServerList lista os servidores de cluster no endpoint.

Clusters de clientes

O atributo ClientList lista os clientes de cluster no endpoint.

Lista de tipos de dispositivos

O atributo DeviceTypeList é uma lista de tipos de dispositivo compatíveis com o endpoint, além das 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 dispositivo podem ser compostos em uma estrutura de árvore de mais de uma instância de tipo de dispositivo. Por exemplo, um tipo de dispositivo de 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.