Smíšený

Technologie domácí automatizace Z-Wave

Technologie domácí automatizace Z-Wave

Koncept technologie Z-Wave spočívá v tom, že využívá vysokofrekvenční rádiové obvody s nízkým výkonem, které jsou zabudovány do domácích elektronických zařízení a systémů.

Technologie Z-Wave je zaměřena na řadu oblastí bezdrátové domácí automatizace, včetně osvětlení, kontroly přístupu do domácnosti, zábavních systémů a všech forem domácích spotřebičů. Z-Wave lze použít v rámci sítě (Home Area Network, HAN), a lze jej proto použít k nastavení všech oblastí domácí automatizace, případně ovládaných jediným ovladačem.

Díky dálkovému ovládání mnoha dalších domácích zařízení se na technologii Z-Wave pohlíží jako na velkou tržní příležitost, zejména díky diskusím o internetu věcí se IoT stále více rozšiřuje.

Moduly Z-Wave jsou dostupné z různých zdrojů relativně levně, a proto poskytují vynikající formát pro domácí automatizaci.

Mezinárodní telekomunikační unie ITU zahrnula do svého standardu G.9959 vrstvy Z-Wave PHY a MAC. To definuje soubor pokynů pro úzkopásmová bezdrátová zařízení s frekvencí do 1 GHz.

Aliance Z-Wave

Na podporu a propagaci technologie Z-Wave byla založena organizace známá jako Z-Wave Alliance.

Toto je konsorcium výrobců, kteří mají produkty v jeho sektoru. Díky společnému standardu se zvyšuje podíl na trhu, protože uživatelé mohou vybírat produkty od různých výrobců tak, aby přesněji vyhovovaly jejich potřebám.

Aliance rovněž poskytuje certifikaci produktů, což umožňuje udržovat standardy a vybírat uživatele, o kterých vědí, že budou fungovat společně.

Základy technologie Z-Wave

Z-Wave používá topologii síťové sítě a každé zařízení bez baterie funguje jako opakovač signálu a umožňuje spolehlivé připojení z jednoho uzlu do druhého. Zařízení napájená z baterie nepůsobí jako opakovače, protože by to vedlo k vysokému vybíjení baterie.

Přístup typu mesh network znamená, že čím více zařízení v síti, tím odolnější bude.

frekvence používané pro Z-Wave jsou nižší než frekvence běžného pásma 2,4 GHz Wi-Fi, což umožňuje lepší pronikání stěn a dalších předmětů nalezených ve všech domácnostech, ale kromě toho síťová síť znamená, že lze přenášet data inteligentně směrován sítí, aby obešel překážky a získal tak robustní pokrytí celého domu.

Z-Wave má obvykle dosah asi 100 metrů nebo 328 stop pod širým nebem. Stěny a další předměty v domácnosti to však podstatně sníží, a proto se doporučuje, aby maximální vzdálenost zařízení Z-Wave byla asi 10 metrů. Cokoliv bližšího zajistí lepší komunikaci.

Signál Z-Wave může přeskakovat zhruba 600 stop a sítě Z-Wave lze propojit pro ještě větší nasazení. Každá síť Z-Wave může podporovat až 232 zařízení Z-Wave, což umožňuje flexibilitu poskytnout dostatek zařízení pro kompletní automatizovaný domov.

RF rozhraní Z-Wave

Technologie Z-Wave využívá jednoduché RF rozhraní, aby zajistila, že kódovacích a dekódovacích funkcí bude možné dosáhnout s minimální úrovní zpracování, a tedy se spotřebou energie. Rovněž zajišťuje, že RF signál může být přenášen s maximální účinností.

Některé z klíčových parametrů RF rozhraní Z-Wave jsou shrnuty v tabulce níže.


Shrnutí technologie Z-Wave
ParametrDetaily
Rychlost přenosu dat9,6 nebo 40 kbit / s; rychlosti jsou plně interoperabilní.
Modulační schémaKódování kanálu GFSK Manchester
Přibližný maximální rozsahAsi 30 m v téměř řadě situací na staveništi. V budovách se očekává snížení dosahu.
Frekvenční pásmaPásmo SRD 868,42 MHz (Evropa)
Pásmo 900 MHz ISM: 908,42 MHz (USA)
916 MHz (Izrael)
919,82 MHz (Hongkong)
921,42 MHz (Austrálie / Nový Zéland)
Pracovní cyklusV Evropě má pásmo 868 MHz omezení pracovního cyklu 1%
Úspora energieJednotky Z-Wave jsou aktivní pouze 0,1% času, aby snížily spotřebu energie

Síťová vrstva Z-Wave

Síťová vrstva Z-Wave je oblast zásobníku protokolů, která řídí výměnu dat mezi různými zařízeními a odesílá data přes RF nebo rádiovou vrstvu.

Síťová vrstva se skládá ze tří vrstev:

  • Vrstva přístupu k médiím: Tato vrstva, označovaná jako MAC, řídí základní použití bezdrátového hardwaru. Dělá to způsobem, který není viditelný pro koncového uživatele.
  • Transportní vrstva: Transportní vrstva v zásobníku technologie Z-Wave řídí přenos zpráv mezi dvěma bezdrátovými uzly a zajišťuje bezchybný přenos.
  • Směrovací vrstva: Směrovací vrstva spravuje možnosti bezdrátové sítě Z-Wave. Umožňuje různým uzlům vzájemné propojení a směrování zpráv z jednoho uzlu do druhého, pokud je jeden uzel mimo dosah jiného.

Zařízení Z-Wave

Aby byla v bezdrátové síti hierarchie, jsou specifikovány různé typy zařízení Z-Wave:

  • Ovladač: Jak název napovídá, jedná se o zařízení, která ovládají jiná zařízení Z-Wave. Řadicí zařízení jsou z výroby naprogramována takzvaným Home ID. To uživatel nemůže změnit.
  • Otrok: Podřízená zařízení jsou zařízení, která jsou řízena řadiči. Slave zařízení nemají předprogramované Home ID, ale místo toho berou Home ID, které jim bylo přiřazeno síťovým ovladačem Z-Wave.
  • Směrování otroka: Tato forma Z-Wave slave je ta, která zná své sousedy a má částečné znalosti směrovací tabulky. Může odpovědět uzlu, ze kterého zprávu přijal. Může také odesílat nevyžádané zprávy na řadu předdefinovaných uzlů, ke kterým má trasy.

Aby bylo možné uspokojit širokou škálu aplikací, je přidělení ID regulováno a umožňuje různé scénáře. Primární řadič má funkci zahrnutí dalších uzlů do sítě. Dělá to tak, že jim přidělí své vlastní ID domácnosti. Pokud uzel přijme ID domácnosti primárního řadiče, stane se tento podřízený uzel součástí sítě. Primární řadič také přiřadí každému novému zařízení, které je přidáno do sítě, individuální ID uzlu - toto se nazývá zahrnutí.

Témata bezdrátového a kabelového připojení:
Základy mobilní komunikace 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT bezdrátové telefonyNFC- Near Field CommunicationSíťové základy Co je CloudEthernetSériová dataUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Zpět na bezdrátové a kabelové připojení


Podívejte se na video: 150 Smart Curtain Track: Zigbee, Zwave and Wifi! Smartthings. Alexa. Google Home (Leden 2022).