Если вы сделали хотя бы первые пробные шаги в области домашней автоматизации, скорее всего, вы уже сталкивались с Z-Wave и, возможно, задавались вопросом, о чем он вообще. Сегодня мы рассмотрим, как на самом деле работает Z-Wave, но перед этим необходимо взглянуть на основы, начиная с того, что это вообще означает?

Основы: что такое Z-Wave?

Z-Wave – это чрезвычайно эффективная беспроводная технология для домашней автоматизации. Задуманная Zensys Inc, датским стартапом в 2001 году как экономичная альтернатива Zigbee, и запущенная в 2004 году, явным намерением было предложить надежную связь между устройствами разных производителей. Калифорнийская фирма Sigma Designs приобрела компанию в 2009 году. Silicon Labs недавно выкупила бизнес за 240 миллионов долларов. Работая на минимальной мощности, вы не получите помех сигналу Wi-Fi. В отличие от диапазона 2,4 ГГц, используемого вашей домашней сетью Wi-Fi или конкурирующим протоколом Zigbee, диапазон 900 МГц, используемый Z-Wave, не только уменьшает помехи на этой более низкой частоте, но также предлагает более длинную волну, более способную преодолевать препятствия, такие как стены и потолки. Итак … Протокол Z-Wave использует радиоволны с низким энергопотреблением для обеспечения связи между интеллектуальными устройствами и приборами в вашем подключенном доме. Чтобы увидеть, как работает Z-Wave, важно немного разобраться в ячеистых сетях. Когда вы поймете общие принципы топологии ячеистой сети, вам будет легче понять, как работает Z-Wave.

Что такое ячеистая сеть?

Если вы думаете о обычной радиочастотной сети, чем больше устройств вы добавляете, тем больше она замедляется и тем больше помехи вы испытываете. Mesh-сети работают по-другому, чтобы избежать этих проблем. Чем больше устройств вы добавляете в ячеистую сеть, тем сильнее она становится. Когда добавляется новое устройство, оно вплетается в сеть, и лучшие пути для передачи данных создаются с каждым устройством, действующим как повторитель. Исключением являются устройства с батарейным питанием. Только те, которые подключены к розетке, могут работать как повторители. В обычной сети Wi-Fi все устройства подключаются к центральному концентратору, обычно к маршрутизатору. В ячеистой сети, хотя устройства обычно подключаются к концентратору, они также связываются вместе, образуя сетку. Устройства не поддерживают Wi-Fi и просто используют соединение Z-Wave для связи с концентратором. Поскольку сигналы могут передаваться от устройства к устройству, эта связь не должна быть прямой, что обеспечивает дополнительную гибкость. Ячеистая сеть состоит из узлов, которые для целей домашней автоматизации являются интеллектуальными устройствами. У вас может быть до 232 узлов – единственная область, где Z-Wave проигрывает своему главному конкуренту Zigbee, который позволяет использовать 65000 узлов. Тем не менее, этого более чем достаточно для даже более крупных умных домов. Мы смотреливот различия между этими двумя ведущими протоколами, если вам нужно прямое сравнение. На следующей неделе мы также будем сравнивать Z-Wave с Insteon, чтобы вы могли полностью оценить свои различные варианты. Примечание: вам не обязательно выбирать между этими протоколами и оставаться полностью привязанным к одному. И Wink Hub, и Samsung SmartThings Hubпредложить поддержку Z-Wave и Zigbee. Множество других устройств от Yale и Honey до набора устройств GE одинаково хорошо работают с любым протоколом. В ячеистых сетях сообщения могут успешно передаваться между парой узлов, даже если они не находятся в пределах досягаемости друг друга. Если есть третий узел, который может связываться с обоими из двух других, сообщение все равно может быть надежно передано. Если оптимальные пути не найдены сразу, предпринимаются попытки использовать другие маршруты до тех пор, пока сообщение не перескочит. Преимущество этой системы в том, что сеть Z-Wave дает вам гораздо более широкое покрытие, чем вы можете получить от радиодиапазона, который обеспечивает одно устройство. С другой стороны, иногда бывает очень небольшая задержка между управляющей командой и результатом.

Z-Wave: слой за слоем

Системы Z-Wave имеют 3 отдельных уровня:

Радио
Сеть
заявка

Именно то, как все эти уровни работают вместе, создает такую бесшовную и надежную сеть. Что касается того, как на самом деле работает Z-Wave – а мы скоро к этому вернемся, когда будет заложена основа и объяснена вся терминология, – важен прикладной уровень. Именно на этом уровне устройства могут взаимодействовать друг с другом. Прежде всего, еще несколько терминов, которые помогут вам лучше понять принципы системы Z-Wave.

Еще немного терминологии Z-Wave

Полный спектр устройств Z-Wave можно аккуратно разделить на 3 основные категории:

Контроллеры: используются исключительно для управления другими устройствами Z-Wave.
Датчики: устройства отчетности, которые отправляют данные с помощью аналоговых или цифровых сигналов.
Приводы: управляемые устройства, которые переключают сигналы

Контроллеры

Контроллеры бывают разных видов. Некоторые пульты дистанционного управления Z-Wave представляют собой просто универсальные пульты дистанционного управления, оснащенные ИК. Вы также можете купить фирменные пульты дистанционного управления Z-Wave. У них есть специальные клавиши для оптимизации группировки, выбора сцены и общих сетевых функций. Вы также можете получить доступ к сетям Z-Wave на ПК через USB-накопители или IP-шлюзы. Если вы используете шлюз, вы также можете получить удаленный доступ к своей сети в Интернете, что по очевидным причинам невозможно с физическим контроллером. Многие устройства Z-Wave также могут управляться из приложения с помощью вашего смартфона.

Датчики

Аналоговые датчики используются для измерения температуры и влажности. Они также хорошо подходят для определения концентрации газа, например, в случае детекторов окиси углерода. Цифровые датчики незаменимы для обнаружения движения, предупреждения об утечке воды, а также для обнаружения любых дверей или разбития стекла.

Приводы

Приводы используют аналоговые сигналы для электрических диммеров и управления моторизованными жалюзи. Для электрических переключателей и электрических дисплеев исполнительный механизм использует цифровые сигналы. При управлении двигателем и термостатом можно использовать любой тип сигнала. Хорошо … Теперь о простой части и о том, как на самом деле работает Z-Wave.

Как на самом деле работает Z-Wave?

Z-Wave работает как беспроводная и безопасная ячеистая сеть. Вы управляете своими устройствами, как описано выше, с помощью контроллера, брелока, смартфона, планшета или компьютера. Команда отправляется с любого используемого вами контроллера на концентратор, а затем эта команда направляется на целевое устройство. Хаб необходим, если вам нужен удаленный доступ. Связь происходит с использованием двухсторонней системы, встроенной в устройства Z-Waves, поэтому все происходит в фоновом режиме без каких-либо действий пользователя, кроме выполнения команды. Устройства должны быть добавлены в сеть – включены – прежде чем ими можно будет управлять. Сама сеть имеет идентификатор сети, а устройства классифицируются по идентификатору узла.. Отдельный сетевой идентификатор гарантирует, что не будет конфликтов или угроз безопасности, если ваш сосед также использует систему Z-Wave в своем умном доме. Сейчас мы разберем науку о том, как происходит общение под капотом.

Командные классы

Классы команд – это просто группы ответов и команд, связанных со способами функционирования устройств. Пример: стандартный двухпозиционный переключатель известен как двоичный переключатель. У этого есть 3 разные команды (SET, GET, REPORT), поэтому команда отправляется на коммутатор, а затем обратно на контроллер для целей отчетности. Двоичный переключатель командного класса позволяет устройству работать со всеми этими элементами. На разных устройствах используются разные классы команд. Существует Основная команда класс поддерживается все устройства, обеспечивает связь между устройствами, даже если они не уверены в специфических функциях других устройств.

Классы устройств

Помимо базового класса команд используются классы устройств, чтобы устройства разных производителей могли работать согласованно. Классы устройств работают на 3 уровнях:

Класс базового устройства: устройства называются контроллерами, подчиненными устройствами или подчиненными устройствами маршрутизации.
Общий класс устройств: этот класс устройств относится к основным функциям, которые устройства будут поддерживать в качестве контроллера или ведомого устройства. Примеры включают статические и универсальные контроллеры, двоичные и многоуровневые переключатели, датчики, измерители и термостаты.
Конкретный класс устройства: определенные классы устройств дополнительно разбивают общие классы, например, многоуровневый переключатель мощности или понижающий термостат.

Помимо обязательных классов, указанных выше, существуют дополнительные необязательные классы команд. Устройство объявляет эти классы во время включения вместе со всеми дополнительными классами. Этот процесс обеспечивает полную оптимизацию всех устройств. Итак, это то, что происходит под всем в вашей сети Z-Wave на простом английском языке.

Преимущества Z-Wave

Мы выделим некоторые из ключевых преимуществ Z-Wave, чтобы вы сразу увидели, где этот протокол побеждает …

Доступность: вы можете начать использовать систему Z-Wave, не тратя на нее слишком много денег. Добавлять продукты с течением времени очень просто, поэтому не требуются серьезные начальные вложения
Легкость установки: вам не нужно возиться с перемонтажом, и, хотя требуются некоторые технические знания, настройка действительно проста
Функциональная совместимость: большинство основных производителей умного дома предлагают поддержку Z-Wave. Существует около 2400 устройств на выбор, и, поскольку более 90 миллионов продуктов Z-Wave уже размещены в умных домах по всему миру, это протокол с максимальной совместимостью и надежностью.
Надежность: вы получите надежность двумя способами. Во-первых, Z-Wave хорошо зарекомендовал себя и работает уже 15 лет. Помимо этого, ячеистая сетевая система дает вам чрезвычайно надежный протокол связи с очень небольшими помехами для двойного выигрыша.
Безопасность: надежное шифрование и безопасность – AES-128, используемый банками и правительственными организациями.

Единственные недостатки, о которых стоит упомянуть, – это ограниченное количество узлов, но, как мы уже упоминали, поддержка 232 устройств более чем подходит для этой цели. Также полезно иметь хоть какое-то представление о радиочастоте, но именно поэтому мы представили вам это исследование сегодня! Итак, как насчет Z-Wave Alliance? Это еще один из тех терминов, с которыми вы могли столкнуться, не исследуя его дополнительно, но концепция довольно проста.

Z-Wave Альянс

Z-Wave Alliance, в состав которого входят более 700 членов, производящих 2400 продуктов, был основан в 2005 году. Z-Wave Alliance отвечает за сертификацию и следит за тем, чтобы каждое устройство Z-Wave соответствовало жестким стандартам. Результатом Z-Wave Alliance является то, что каждый контроллер Z-Wave гарантированно будет работать с каждым устройством Z-Wave. Благодаря этой полной совместимости Zigbee иногда падает. Все, на что вам нужно обратить внимание при совершении покупок, – это наклейка с сертификатом Z-Wave, и вы в надежных руках.

Чем отличаются Z-Wave и Z-Wave Plus?

В каком-то смысле Z-Wave Plus – старая новость, хотя она все еще используется в маркетинговых целях. Платформа претерпела существенное обновление несколько лет назад, увеличив дальность действия и время автономной работы, а также добавив дополнительные каналы. Подавляющая часть продуктов Z-Wave, представленных в настоящее время на рынке, будет Z-Wave Plus, также известная как серия Z-Wave 500. Хорошо … Теперь у вас есть приличное знание того, как на самом деле работает Z-Wave, что вам нужно для начала? К счастью, только несколько простых устройств и контроллер помогут вам начать работу, не потратив целое состояние.

6 лучших продуктов для умного дома Z-Wave

Несмотря на то, что вы избалованы выбором оборудования Z-Wave, мы дополним его полдюжиной вариантов, которые помогут вам начать работу в отличном стиле.

Концентратор

Подмигивающий концентратор 2Если вы хотите построить комплексный дом с подключением к Интернету и не совсем уверены в протоколах, то, начиная с легендарного концентратора Wink, вы избавитесь от необходимости идти на компромисс … Совместимость с Z-Wave и Zigbee, Bluetooth LE и Lutron Clear Connect позволяет заложить основу практически для любых интеллектуальных устройств, которые вы хотите со временем добавлять. Вы также будете избалованы связью. Выберите между незагруженным диапазоном Wi-Fi 5 ГГц или используйте порт Ethernet для еще более надежного соединения. Теперь, во втором поколении, вы получите улучшенное локальное управление, увеличенный объем памяти с 64 МБ до 512 МБ, а также автоматическое обнаружение и управляемую настройку. Это делает установку легкой, даже если вы не самый большой технический руководитель. Вы можете подключить до 530 устройств из более чем 400 вариантов от всех основных брендов умного дома. Управление очень просто в удобном и интуитивно понятном приложении Wink. В то время как могучий SamsungSmartThings Hub также совместим с Z-Wave, за универсальность в сочетании с высокой производительностью Wink Hub 2 получил наш голос как лучший общий шлюз для ваших устройств Z-Wave и многое, многое другое.

Контроллер

Контроллер Universal Devices PROUniversal Devices представляют собой прекрасный контроллер, который одинаково хорошо работает с устройствами Z-Wave и Insteon и позволяет вам напрямую управлять своими устройствами и приборами. Это устройство абсолютно не для всех. Дело в том, что если вы идете по маршруту Z-Wave, это предполагает определенную степень технических знаний. В таком случае, мы ценим, что вам может потребоваться надежное управление, и PRO полностью справится. Этот контроллер не является облачным вариантом, поэтому вы получите беспрецедентную надежность без каких-либо проблем с подключением. Физическое управление осуществляется с ИК-пульта дистанционного управления. Как часть системы Z-Wave, этот контроллер также служит повторителем. Приложение Agave позволяет автоматизировать устройства Z-Wave с помощью любого совместимого контроллера Z-Wave ISY. От замков и термостатов до диммерных переключателей, вы можете взять на себя ответственность за свой новый комплект Z-Wave с большой гибкостью. Повторюсь, это не контроллер для новичков, но если вы хотите вывести свой комплект Z-Wave на новый уровень, вы можете в полной мере воспользоваться этим многофункциональным и обновляемым на месте контроллера по очень высокой цене. .

Переключатель включения / выключения

Беспроводной смарт-переключатель GE Z-Wave Plus Wireless On / OffДля полного беспроводного управления проводным источником света, если у вас есть сертифицированный шлюз Z-Wave, этот переключатель включения / выключения GE является обязательным. Как и во всех модернизированных продуктах Z-Wave Plus, процессор и память значительно улучшены, а вы можете управлять устройствами с впечатляющего расстояния до 150 футов. Этот GE одинаково хорошо работает с приложениями с несколькими или одним коммутаторами, обеспечивая вам полную гибкость. Вы сможете автоматизировать освещение или вентиляторы и запланировать их работу по своему усмотрению, и этот переключатель работает практически с любыми лампочками. Он также работает с вентиляторами и насосами или другими небольшими приборами. Для голосового управления вы можете использовать Alexa при условии, что у вас есть включенное устройство, поэтому вы получите большие возможности для улучшения своих устройств без необходимости брать ссуду в банке.

Диммер

Cooper Wiring Aspire RF Умный диммер со светодиодамиХотя мы легко могли бы порекомендовать другой переключатель GE для диммирования, Aspire от Cooper Wiring представляет собой надежную замену. Все, что вам нужно сделать, это заменить обычный выключатель на эту умную альтернативу, и вы сможете использовать как локальное, так и дистанционное управление с возможностью включать и выключать свет или приглушать его, чтобы создать настроение для вашего вечера, не выпрыгивая из места.. Если вам не нужны дополнительные провода или трехсторонняя проводка, вы можете создать виртуальный трехсторонний пульт дистанционного управления, чтобы вы могли управлять несколькими точками. Вы можете использовать контроллер Aspire RF или любой другой сертифицированный Z-Wave контроллер, и вам не понадобится новая проводка с прорезью диммера в обычную настенную коробку. Матрица из 7 светодиодов позволяет сразу увидеть уровень яркости с самого переключателя, приятный штрих и кое-что, что добавляет к и без того гладкой эстетике. Задержка затемнения по умолчанию составляет 4 секунды, но вы можете увеличить это затухание до 4 минут, что идеально, когда вы берете свои вещи и готовитесь подняться наверх, и вы не хотите, чтобы внезапная темнота была полностью готова.

Умный замок

August Smart Lock Pro Высококлассный August Smart Lock Pro – отличная отправная точка, если вы просто тестируете воды Z-Wave. Одним из ключевых аргументов в пользу августовского диапазона является их фирменный датчик DoorSense. Если вы не уверены, что оставите технологию запирать двери за вас, эта отличная функция позволяет вам проверить и подтвердить, что все надежно закреплено. Поскольку эта модель крепится прямо к любому уже установленному засову, вы даже сможете использовать существующие ключи. Выглядя стройным и злым в серебристом или темно-сером цвете, вы управляете своей системой входа из приложения. Если вы инвестируете в Connect Bridge, ваши двери даже автоматически закроются, когда вы уйдете. Если у вас много подрядчиков или сотрудников в вашем доме и вне его, вы можете попрощаться с беспределом обмена ключами и беспокоиться о том, что безопасность будет скомпрометирована, установив временные коды доступа. Этот замок также хорошо работает, если вы сдаете свою недвижимость в аренду на Airbnb, упрощая доступ для клиентов и делая вашу жизнь еще проще. Вы сможете использовать Alexa, Siri или Google Assistant, чтобы управлять своим замком с помощью голосовых команд, и возможности подключения также разнообразны. Наряду с Bluetooth, Wi-Fi и HomeKit, Smart Lock Pro также совместим с Z-Wave Plus, чтобы завершить впечатляющий модельный ряд.

Датчики

Купольные дверные и оконные датчики Чтобы завершить рассмотрение лучших продуктов Z-Wave для вашего умного дома, эти купольные датчики представляют собой экономичный способ повысить уровень безопасности уязвимых дверей и окон. Предполагая идеальные условия и минимальные препятствия, дальность действия расширяется до 150 футов, как и у всех новых устройств Z-Wave Plus. Независимо от того, хотите ли вы следить за дверями или окнами, шкафами или гаражными воротами, этот компактный датчик с батарейным питанием отличается простотой plug-and-play и обеспечивает чрезвычайно высокую производительность. Срок службы одной батареи составляет 3 года, а рабочая температура – от 32 до 104 градусов по Фаренгейту. Мы не можем порекомендовать купол за превосходный датчик Z-Wave по цене, которая вам понравится.

Последнее слово

Мы надеемся, что сегодняшний подробный обзор того, как работает Z-Wave, дал вам гораздо более точное представление о том, как вы можете использовать этот надежный протокол связи в своем подключенном доме. Далее в нашем блоге по домашней автоматизации мы будем сравнивать Z-Wave с Insteon, чтобы вы могли увидеть, где эти два гиганта стоят и падают. Возвращайтесь поскорее, чтобы узнать больше о последних новостях об умном доме и всех лучших продуктах для вас.

Источник записи: https://www.smarthome.com