智能家居需要无线连接,Z-wave已经成为家庭自动化的终极解决方案。Z-wave协议是一种主要为智能家庭网络设计的无线射频协议。所有现有的无线通信协议都存在这样或那样的问题。蓝牙和Zigbee的续航能力往往不足,而Wi-Fi在低功耗的生态系统中也存在局限性。互操作性是另一个主要问题,因为流行的无线标准对于不同的应用程序有不同的协议和实现。没有一种解决方案能够满足自动化家庭的需求。现在,Z-wave是所有这些遗留问题的解决方案。
Z波器件可互操作,可以通过因特网或Z波网关轻松访问。左右40米的范围,限制为四跳的Z波网络可以连接至多232个设备。无论其制作还是应用,所有设备都可以在使用AES固定的Z波网络上同时进行双向通信。具有足够的范围,最佳数据速度,AES安全性,低功耗无线解决方案和可互操作的协议,Z-Wave仅适用于家庭自动化。市场上有数千个Z波产品,作为智能家居生态系统的智能设备。
z - wave是什么
Z-wave是一种专门为智能家庭网络开发的无线通信协议。它是由丹麦Zensys公司在1999年开发的。它于2002年被引入美国。随着智能家居的日益普及,Z-wave实际上是家庭自动化应用的无线解决方案。目前,全球市场上支持z波的产品超过3000种,在智能家居中运行的z波设备超过1亿部。
Z-wave使用800-900 MHz ISM频段内的低能无线电波,允许设备之间以100 Kbits/sec的数据速率进行数据通信。无线网络的范围为40米,可以使用多达4个节点进行扩展。与Wi-Fi或蓝牙相比,Z-wave允许在更大范围内使用低能量波以最佳数据速率进行数据通信,是家庭自动化设备的最佳解决方案。几乎所有的控制和传感器应用,如照明控制、遥控锁、智能开关板、加热控制、车库门打开器等,都可以利用Z-wave进行数据通信。z波芯片是由Silicon Labs独家制造的,任何家庭自动化设备都可以使用这些芯片实现z波。
Z-Wave Plus
现在的大多数产品都是Z-Wave Plus认证。Z波和或Z波500是Z波技术的升级。它于2004年推出。它包括增强的S2安全性,更多的RF通道,更好的电池寿命,更大的范围,以及OTA升级等功能。
Z-Wave LR
z波长程是即将到来的z波技术。目前,z波设备使用源路由网状网络拓扑连接。设备可在40米范围内直接通信,需要z波网关接入互联网。对于安装在量程以外的设备,需要信号中继器。事实上,许多z波设备可以传输自己的信号。Z-wave LR于2020年9月宣布。它的范围将是普通z波信号的4倍。目前,z波网络的最大范围为100米(最多4跳),最多支持232个节点。Z-wave LR最大射程为400米,最多支持2000个节点。
z波如何工作
z波网络由两种类型的设备组成——控制器/主从设备。控制器通常是一个z波网关,控制其他节点之间的数据通信,并将它们连接到互联网。控制器自带一个被称为HomeID的预编程网络id。这是一个32位ID,用来标识一个特定的z波网络。这些奴隶通过分配HomeID和NodeID被包含在网络中。NodeID是一个8位的ID,用来标识网络中的特定节点或Z-wave设备。通过分配NodeID和确认HomeID(特定于一个特定的z波网络)将一个从设备包含在网络中,这个过程被称为“包含”。当需要将从设备从网络中移除时,会将其HomeID和NodeID从网络中删除,设备将处于出厂状态。
Z波使用范围为800-900 MHz的无线电信号。实际频率取决于使用设备的使用国家。例如,在美国,Z波信号使用908.40,908.42和916 MHz。加拿大,墨西哥和智利使用相同的频率。在英国和欧洲,868.40,868.42和869.45 MHz用作Z波信号。在印度,Z波信号使用865.20 MHz。
z波设备只有在它们具有相同的hapid时才彼此通信。分配不同HAPID的两个Z波从设备属于不同的Z波网络,无法互相通信。附带特定Hapid预编程的控制器维护路由表以管理所包含的节点之间的数据通信,即其网络中包括的Z波器件。z波使用网状网络拓扑。因此,设备(从站)不一定需要与控制器连接以与网络的其他设备(从设备)通信。他们可以直接互相传达数据。甚至一些Z波器件甚至传输了自己的Z波信号。这些设备是插入式设备,并充当中继器。利用这种Z波器件,控制器可以与其原始范围的设备通信。通常,Z波器件不能直接连接到因特网。 They connect to the internet only via the controller, which is also a Z-wave gateway to the internet.
z - wave联盟
实际上,Z-wave在2004年之后才开始流行。到那时,Z-wave Plus已经推出,家庭自动化行业开始将Z-wave视为智能家居的终极无线解决方案。为了制定全球标准,促进Z-wave设备之间的互操作性,2005年成立了一个由5个成员组成的Z-wave联盟。该联盟负责开发和维护z波标准,并对z波设备进行认证。目前联盟已有650多家成员企业,在全球市场上拥有3000多种z波产品。
z - wave与wi - fi
Wi-Fi网络由一个中央集线器控制,即Wi-Fi路由器。使用Wi-Fi,虽然可以通信视频流和大数据文件等大数据,但在智能家庭场景中,基于Wi-Fi的网络有许多缺点。首先,Wi-Fi使用的无线电信号可能会让电池供电的智能设备精疲力尽。另一方面,z波设备使用的是低能量信号,即使是硬币电池供电的设备也可以在不更换电池的情况下持续使用数年。由于Wi-Fi网络使用中心集线器,连接到该网络的设备之间不能直接通信。它们只能通过路由器连接。万一路由器出现故障,整个网络就会瘫痪。而z波网络就不是这样了。这些设备可以直接通信,即使不需要控制器也可以管理数据通信。它们只需要有相同的HomeID。
Wi-Fi网络的信号强度和数据传输速度受到影响,因为连接到网络的设备越来越多。相比之下,当z波设备和中继器被加入时,z波网络得到加强。附近的Wi-Fi网络可能会对Wi-Fi网络产生干扰和中断。z波网络不受干扰和干扰,只有HomeID相同的z波设备才能进行数据通信。就数据速度和延迟而言,Z-wave是为传感器和控制应用而设计的,这些应用在实际中不需要高数据速度或大数据传输。
z - wave与蓝牙
蓝牙网络的范围很短,而且通常蓝牙设备对不同的应用有不同的实现。Z-wave网络具有很大的范围,并在不同型号和应用的设备之间提供充分的互操作性。
z波与Zigbee.
Z-wave和Zigbee在网络拓扑、无线电信号范围和AES安全性方面相似。这两种技术都是为智能家居和无线传感器网络设计的。而Z-wave和Zigbee则有显著差异。Zigbee使用2.4 GHz频段,容易像Wi-Fi和蓝牙一样受到干扰和干扰。不过Zigbee的数据传输速率更高;它的范围比z波网络短。Zigbee为不同的应用程序使用不同的协议,并且有来自多个供应商的芯片。z波芯片仅由Silicon Labs制造,而且针对各种设备只有一种协议。Zigbee更适合工业应用,因为它提供高达250kbps的更高数据速率和高达65000个节点/设备的网状连接。z波具有较好的范围和最佳的数据传输速度,对家庭自动化非常有用。
结论
Z-Lave协议专为智能房屋而设计,它适合该段中最好的。与旨在迎合更广泛的应用范围的其他无线通信标准不同,Z波标准专门符合家庭自动化和类似应用的要求。它提供远程,最佳数据速率,网状网络拓扑,完全互操作性,并支持适合智能家居应用作为无线解决方案的足够节点。
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