Z-WAVE Οικιακός αυτοματισμός

Z-WAVE +

Z-WAVE

.

 

Z-WAVE Οικιακός αυτοματισμός

 

Το Z-Wave είναι ένα πρωτόκολλο ασύρματων επικοινωνιών που χρησιμοποιείται κυρίως για οικιακό αυτοματισμό. Είναι ένα δίκτυο πλέγματος που χρησιμοποιεί ραδιοκύματα χαμηλής ενέργειας για επικοινωνία από συσκευή σε συσκευή .Ετσι επιτρέπει τον ασύρματο έλεγχο οικιακών συσκευών καθώς και άλλων συσκευών, όπως έλεγχο φωτισμού, συστήματα ασφαλείας, θερμοστάτες, παράθυρα, κλειδαριές, πισίνες και γκαράζ ανοίγματα πορτών.

Όπως και άλλα πρωτόκολλα και συστήματα που στοχεύουν στην αγορά αυτοματισμού σπιτιού και γραφείου, ένα σύστημα Z-Wave μπορεί να ελεγχθεί μέσω Διαδικτύου από έξυπνο τηλέφωνο, tablet ή υπολογιστή.

Επίσης μπορεί να ελεγχθεί και τοπικά μέσω έξυπνου ηχείου, ασύρματου πληκτρολογίου ή επιτοίχιου πίνακα με μια πύλη Z-Wave ή μια κεντρική συσκευή ελέγχου που λειτουργεί τόσο ως ελεγκτής διανομέα όσο και ως πύλη προς τα έΤο Z-Wave παρέχει τη διαλειτουργικότητα επιπέδου εφαρμογής, μεταξύ συστημάτων οικιακού ελέγχου διαφορετικών κατασκευαστών . Υπάρχει ένας αυξανόμενος αριθμός διαλειτουργικών προϊόντων Z-Wave.  (πάνω από 2.600 έως το 2019.)

 

 

 

z-wave web_slika-1

 

 

Z-WAVE και διαλειτουργικότητα

Η διαλειτουργικότητα του Z-Wave στο επίπεδο της εφαρμογής διασφαλίζει ότι οι συσκευές μπορούν να μοιράζονται πληροφορίες και επιτρέπει σε όλους τους εξοπλισμούς και λογισμικό Z-Wave να συνεργάζονται.

Η τεχνολογία δικτύωσης ασύρματου πλέγματος επιτρέπει σε οποιονδήποτε κόμβο να μιλάει σε γειτονικούς κόμβους άμεσα ή έμμεσα, ελέγχοντας τυχόν επιπλέον κόμβους. Οι κόμβοι που βρίσκονται εντός εμβέλειας επικοινωνούν απευθείας μεταξύ τους. Εάν δεν βρίσκονται εντός εμβέλειας, μπορούν να συνδεθούν με έναν άλλο κόμβο που βρίσκεται εντός εμβέλειας και για πρόσβαση και ανταλλαγή πληροφοριών.

Ορισμένα τμήματα της τεχνολογίας Z-Wave διατέθηκαν στο κοινό. Η διαθεσιμότητα ανοιχτού κώδικα επιτρέπει στους προγραμματιστές λογισμικού να ενσωματώσουν το Z-Wave σε συσκευές με λιγότερους περιορισμούς. Η ασφάλεια S2 του Z-Wave, το Z / IP για τη μεταφορά σημάτων Z-Wave μέσω δικτύων IP και το μεσαίο λογισμικό Z-Ware είναι όλα ανοιχτού κώδικα .

Χαρακτηριστικά μετάδοσης

Το Z-Wave έχει σχεδιαστεί για να παρέχει αξιόπιστη,  μετάδοση μικρών πακέτων δεδομένων σε ρυθμούς δεδομένων έως 100kbit / s.με ελάχιστη καθυστέρησηΗ απόδοση είναι 40kbit / s και είναι κατάλληλη για εφαρμογές ελέγχου και αισθητήρων, σε αντίθεση με το Wi-Fi και άλλα συστήματα wireless LAN που βασίζονται σε IEEE 802.11 και έχουν σχεδιαστεί κυρίως για υψηλούς ρυθμούς δεδομένων.

Η απόσταση επικοινωνίας μεταξύ δύο κόμβων είναι περίπου 30 μέτρα (40 μέτρα με 500 σειρές chip), και με δυνατότητα μηνυμάτων να μεταπηδήσουν έως και τέσσερις φορές μεταξύ των κόμβων,Ετσι παρέχει αρκετή κάλυψη για τα περισσότερα είδη κατοικιών. Η διαμόρφωση είναι συχνότητα αλλαγής συχνότητας (FSK) με κωδικοποίηση Manchester.

Το Z-WAVE λειτουργεί στην Ευρώπή στους 868,42 Mhz αλλά αποφεύγει τις παρεμβολές με Wi-Fi, Bluetooth και άλλα συστήματα που λειτουργούν στη συσσωρευμένη ζώνη 2,4 GHz.

Ρύθμιση δικτύου, τοπολογία και δρομολόγηση

Το Z-Wave χρησιμοποιεί μια αρχιτεκτονική δικτύου πλέγματος που δρομολογείται μέσω πηγής. Τα δίκτυα πλέγματος είναι επίσης γνωστά ως ασύρματα δίκτυα ad hoc. Σε τέτοια δίκτυα, οι συσκευές χρησιμοποιούν το ασύρματο κανάλι για να στέλνουν μηνύματα ελέγχου τα οποία στη συνέχεια μεταδίδονται από γειτονικές συσκευές με τρόπο κυματοειδές. Η συσκευή προέλευσης που θέλει να μεταδώσει είναι επομένως γνωστή ως εκκινητής. Ως εκ τούτου, η ονομασία προέλευσης πλέγματος δρομολόγησης ad hoc.
Οι συσκευές μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ενδιάμεσους κόμβους για να δρομολογούν ενεργά γύρω και να παρακάμπτουν τα οικιακά εμπόδια ή ραδιόφωνα νεκρά σημεία που ενδέχεται να εμφανιστούν στο περιβάλλον πολλαπλών διαδρομών ενός σπιτιού. Ένα μήνυμα από τον κόμβο A στον κόμβο C μπορεί να παραδοθεί με επιτυχία ακόμη και αν οι δύο κόμβοι δεν βρίσκονται εντός εμβέλειας, υπό την προϋπόθεση ότι ένας τρίτος κόμβος Β μπορεί να επικοινωνήσει με τους κόμβους A και C. Εάν η προτιμώμενη διαδρομή δεν είναι διαθέσιμη, ο δημιουργός του μηνύματος θα επιχειρήσει άλλες διαδρομές έως ότου βρεθεί μια διαδρομή στον κόμβο C.
Επομένως, ένα δίκτυο Z-Wave μπορεί να εκτείνεται πολύ πιο μακριά από το  εύρος κάλυψης μιας μονάδας.
Το απλούστερο δίκτυο είναι μια μεμονωμένη ελεγχόμενη συσκευή και ένας κύριος ελεγκτής. Πρόσθετες συσκευές μπορούν να προστεθούν ανά πάσα στιγμή, όπως και οι δευτερεύοντες ελεγκτές, συμπεριλαμβανομένων των παραδοσιακών χειριστών χειρός, των ελεγκτών key-fob, των ελεγκτών διακόπτη τοίχου και των εφαρμογών υπολογιστών που έχουν σχεδιαστεί για τη διαχείριση και τον έλεγχο ενός δικτύου Z-Wave. Ένα δίκτυο Z-Wave μπορεί να αποτελείται από έως και 232 συσκευές, με την επιλογή σύνδεσης δικτύων εάν απαιτούνται περισσότερες συσκευές.
Μια συσκευή πρέπει να “συμπεριληφθεί” στο δίκτυο Z-Wave για να μπορεί να ελεγχθεί μέσω του Z-Wave. Αυτή η διαδικασία (επίσης γνωστή ως “ζεύξη” και “προσθήκη”) επιτυγχάνεται συνήθως πατώντας μια ακολουθία κουμπιών στον ελεγκτή και στη συσκευή που προστίθεται στο δίκτυο.
Αυτή η ακολουθία πρέπει να εκτελεστεί μόνο μία φορά, μετά την οποία η συσκευή αναγνωρίζεται πάντα από τον ελεγκτή. Οι συσκευές μπορούν να αφαιρεθούν από το δίκτυο Z-Wave με παρόμοια διαδικασία. Ο ελεγκτής μαθαίνει την ισχύ του σήματος μεταξύ των συσκευών κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συμπερίληψης, έτσι η αρχιτεκτονική αναμένει από τις συσκευές να βρίσκονται στην τελική τους τελική θέση προτού προστεθούν στο σύστημα.
Κάθε δίκτυο Z-Wave αναγνωρίζεται από ένα αναγνωριστικό δικτύου και κάθε συσκευή αναγνωρίζεται περαιτέρω από ένα αναγνωριστικό κόμβου. Το Network ID (επίσης γνωστό ως Home ID) είναι η κοινή αναγνώριση όλων των κόμβων που ανήκουν σε ένα λογικό δίκτυο Z-Wave. Το αναγνωριστικό δικτύου έχει μήκος 4 bytes (32 bit) και εκχωρείται σε κάθε συσκευή, από τον κύριο ελεγκτή, όταν η συσκευή “περιλαμβάνεται” στο δίκτυο.
Οι κόμβοι με διαφορετικά αναγνωριστικά δικτύου δεν μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους. Το αναγνωριστικό κόμβου είναι η διεύθυνση ενός μόνο κόμβου στο δίκτυο. Το αναγνωριστικό κόμβου έχει μήκος 1 byte (8 bit) και πρέπει να είναι μοναδικό στο δίκτυό του.
Το τσιπ Z-Wave είναι βελτιστοποιημένο για συσκευές με μπαταρία και τις περισσότερες φορές παραμένει σε λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας για να καταναλώνει λιγότερη ενέργεια, ξυπνά μόνο για να εκτελεί τη λειτουργία του.Με τα δίκτυα πλέγματος Z-Wave, κάθε συσκευή στο σπίτι αναπηδά ασύρματα σήματα γύρω από το σπίτι, με αποτέλεσμα χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, επιτρέποντας στις συσκευές να λειτουργούν για χρόνια χωρίς να χρειάζεται να αντικατασταθούν οι μπαταρίες.

Σύγκριση με άλλα πρωτόκολλα

Για  οικιακή ασύρματη δικτύωση, υπάρχουν πολλές τεχνολογίες που ανταγωνίζονται για να γίνουν το πρότυπο επιλογής. Το Wi-Fi καταναλώνει μεγάλη ισχύ και το Bluetooth είναι περιορισμένο στην εμβέλεια σήματος και στον αριθμό των συσκευών.

Άλλα πρότυπα δικτύου που ανταγωνίζονται το Z-Wave περιλαμβάνουν Wi-Fi HaLow, Bluetooth 5, Insteon, Thread και ZigBee. Το Z-Wave έχει ένα μακρύ υπαίθριο εύρος λειτουργίας στα 90 μέτρα (εξωτερική) και 24+ μέτρα (σε εσωτερικό χώρο). Το Insteon μπορεί θεωρητικά να αντιμετωπίσει μεγάλο αριθμό συσκευών στα 17,7 εκατομμύρια (σε σύγκριση με το ZigBee’s 65,000 και το Z-Wave 232).

Το νήμα έχει γρήγορο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων στα 250 kbps. Το Z-Wave έχει καλύτερη διαλειτουργικότητα από το ZigBee, αλλά το ZigBee έχει ταχύτερο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων. Το Thread και το Zigbee λειτουργούν με την πολυάσχολη τυπική συχνότητα Wi-Fi 2,4 GHz, ενώ το Z-Wave λειτουργεί στα 908 MHz στις ΗΠΑ, γεγονός που έχει μειώσει τον θόρυβο και μεγαλύτερη περιοχή κάλυψης.

Και τα τρία είναι δίκτυα πλέγματος.  Το Z-Wave MAC / PHY τυποποιείται παγκοσμίως από τη Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών ως ραδιόφωνο ITU 9959 και οι προδιαγραφές Διαλειτουργικότητας, Ασφάλειας (S2), Middleware και Z-Wave over IP κυκλοφόρησαν στο δημόσιο τομέα το 2016, καθιστώντας το Z-Wave εξαιρετικά προσβάσιμο στους προγραμματιστές του Internet of Things.παντα σε σύγκριση με άλλα πρωτόκολλα.

Για ασύρματη οικιακή ασύρματη δικτύωση, υπάρχουν πολλές τεχνολογίες που ανταγωνίζονται για να γίνουν το πρότυπο επιλογής. Το Wi-Fi καταναλώνει μεγάλη ισχύ και το Bluetooth είναι περιορισμένο στην εμβέλεια σήματος και στον αριθμό των συσκευών. Άλλα πρότυπα δικτύου που ανταγωνίζονται το Z-Wave περιλαμβάνουν Wi-Fi HaLow, Bluetooth 5, Insteon, Thread και ZigBee. Το Z-Wave έχει ένα μακρύ υπαίθριο εύρος λειτουργίας στα 90 μέτρα (εξωτερική) και 24+ μέτρα (σε εσωτερικό χώρο).

Το Insteon μπορεί θεωρητικά να αντιμετωπίσει μεγάλο αριθμό συσκευών στα 17,7 εκατομμύρια (σε σύγκριση με το ZigBee’s 65,000 και το Z-Wave 232). Το νήμα έχει γρήγορο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων στα 250 kbps. Το Z-Wave έχει καλύτερη διαλειτουργικότητα από το ZigBee, αλλά το ZigBee έχει ταχύτερο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων. Το Thread και το Zigbee λειτουργούν με την πολυάσχολη τυπική συχνότητα Wi-Fi 2,4 GHz, ενώ το Z-Wave λειτουργεί στα 864 MHz στην Ευρώπη, γεγονός που έχει μειώσει τον θόρυβο και μεγαλύτερη περιοχή κάλυψης

. Και τα τρία είναι δίκτυα πλέγματος.  Το Z-Wave MAC / PHY τυποποιείται παγκοσμίως από τη Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών ως ραδιόφωνο ITU 9959 και οι προδιαγραφές Διαλειτουργικότητας, Ασφάλειας (S2), Middleware και Z-Wave over IP κυκλοφόρησαν δημόσια  το 2016, καθιστώντας το Z-Wave εξαιρετικά προσβάσιμο στους προγραμματιστές του Internet of Things

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Αρέσει σε %d bloggers: