Мы подробно рассматриваем важный протокол умного дома
Если вы управляете умным домом или интересуетесь технологиями умного дома, вы наверняка сталкивались с термином Z-Wave. Возможно, это была надпись на продукте для умного дома. А может быть, это было слово, с помощью которого вы пытались принять решение о покупке одного продукта для умного дома, а не другого
Но что такое Z-Wave? Как она работает и как она вписывается в пространство ‘умного дома’? Давайте узнаем
Что такое Z-Wave?
Z-Wave – это технология беспроводных ячеистых сетей, разработанная датской компанией Zensys в качестве протокола связи, предназначенного в первую очередь для устройств ‘умного дома’. Ее популярность возросла в начале 2000-х годов благодаря обещанию сделать продукты ‘умного дома’ разных производителей совместимыми, если они соответствуют стандарту Z-Wave
Мы сказали, что Z-Wave – это ячеистая сеть, но что такое ячеистая сеть? Проще говоря, это сеть, в которой вместо того, чтобы устройства подключались к одному центральному узлу, например маршрутизатору, каждое устройство в сети действует как узел и подключается друг к другу, образуя сеть взаимосвязанных устройств
Z-Wave является ячеистой сетью, что означает, что каждое устройство умного дома в сети Z-Wave может действовать как конечная точка сигнала или точка перераспределения сигнала. Другими словами, каждый гаджет может принимать сигнал и действовать в соответствии с ним или может служить маршрутом для перераспределения сигнала к ближайшему устройству Z-Wave в сети
Что такое Z-Wave Plus?
Помимо Z-Wave, вы, возможно, слышали о другой итерации Z-Wave, называемой Z-Wave plus. Но что такое Z-Wave plus и чем он отличается от Z-Wave? Ну, Z-Wave plus – это все еще Z-Wave в своей основе, но с несколькими улучшениями производительности. Итерация Z-Wave Plus представляет:
- Значительное увеличение радиуса действия с 328 футов до 492 футов.
- На 50% меньше потребление энергии.
- На 250% больше пропускная способность.
- Более простой процесс сопряжения и рассопряжения устройств, совместимых с Z-Wave.
- Улучшенное самовосстановление и отказоустойчивость.
Как работает Z-Wave?
Как протокол для умного дома, Z-Wave по функциональности похож на Bluetooth и Wi-Fi, хотя все три протокола являются отдельными и работают по-разному. В отличие от Wi-Fi, Z-Wave – это более энергоэффективный протокол для умного дома с меньшей задержкой, работающий в диапазоне радиочастот 800-900 МГц. Это намного ниже, чем диапазоны 2,4 ГГц и 5 ГГц, в которых работает Wi-Fi
Если вам интересно, что означает работа в более низком диапазоне частот, то у нее есть несколько уникальных отличий. Хотя протоколы умного дома, работающие на более высокой частоте, потенциально могут передавать больше данных (например, Wi-Fi), они, как правило, имеют меньший радиус действия, и им больше мешают физические барьеры. Более низкочастотные протоколы умного дома, такие как Z-Wave, имеют больший радиус действия и менее подвержены подавлению сигнала физическими барьерами
Чтобы понять, как работает Z-Wave, важно понять его взаимодействующие компоненты. Существует два типа устройств Z-Wave: контроллеры и ведомые устройства. Контроллеры – это устройства Z-Wave, которые могут управлять другими устройствами Z-Wave, а ведомые устройства – это устройства Z-Wave, которыми могут управлять другие устройства Z-Wave
Z-Wave контроллеры
Контроллер Z-Wave, некоторые из которых могут быть развернуты в качестве концентратора, отвечает за:
- Инициирование и поддержание сети Z-Wave.
- Добавление и отсоединение узловых устройств Z-Wave от сети.
- Открытие сети Z-Wave таким образом, чтобы такие устройства, как смартфоны и компьютеры, могли взаимодействовать с устройствами Z-Wave.
Сеть Z-Wave может иметь только один первичный контроллер. Уникальный ID основного контроллера используется в качестве Home ID сети Z-Wave и используется для привязки всех устройств в сети Z-Wave друг к другу для облегчения создания ячеистой сети
Его можно рассматривать как идентификационную метку для студентов. Каждый ученик с определенным идентификатором может быть допущен в определенный класс, в то время как ученики с другим идентификатором туда не допускаются. Идентификатор дома Z-Wave – это то, что гарантирует, что сеть Z-Wave в доме, скажем, вашего соседа, не будет мешать сети Z-Wave, к которой подключены ваши устройства, независимо от того, насколько близко они находятся
Рабочие устройства Z-Wave
С другой стороны, ведомые устройства Z-Wave – это устройства, совместимые с Z-Wave, которые вы будете использовать в своей домашней сети. Они включают в себя все: от умных термостатов, датчиков движения и дверных замков до выключателей и видеозвонков. К одной сети Z-Wave может быть привязано не более 232 ведомых устройств
Итак, в основном, основной контроллер, который в данном случае будет развернут как концентратор умного дома, обычно является устройством в сети Z-Wave, которое подключено к Интернету. Поэтому, когда первичный контроллер получает команду включить свет или вскипятить чайник, скажем, от вашего смартфона или компьютера, он направляет инструкции целевым узловым устройствам в сети Z-Wave
Теперь, благодаря парадигме ячеистой технологии, используемой в Z-Wave, сигнал может перераспределяться от одного узлового устройства или ведомого устройства до тех пор, пока он не достигнет целевого узлового устройства. Именно такая топология сетки помогает расширить диапазон сети Z-Wave за пределы типичного диапазона между узлами
Преимущества использования Z-Wave
Вот несколько преимуществ использования Z-Wave перед другими протоколами связи умного дома:
1. Меньше помех
Bluetooth, ZigBee и Wi-Fi работают в радиочастотном пространстве 2,4 ГГц. Иногда они могут быть беспорядочными и переполненными, что приводит к помехам. Это похоже на попытку общения на переполненном рынке: велика вероятность того, что собеседник может не услышать все, что вы говорите. Работая в менее переполненном спектре 0,8-0,9 ГГц, Z-Wave эффективно снижает вероятность конфликтов и помех
2. Меньшее затухание
Одним из преимуществ использования Z-Wave является меньшее затухание. Низкое затухание означает, что радиосигналы могут проходить через препятствия, такие как, например, стены вашей спальни, не теряя при этом своей силы. Слишком большая потеря силы означает, что сигналы могут быть искажены или неразличимы даже в пределах типичного радиуса действия сети
3. Низкое энергопотребление
Одним из самых больших преимуществ Z-Wave перед таким протоколом, как Wi-Fi, является минимальное потребление энергии. Датчик Wi-Fi может работать от двух батареек AA и требовать замены каждые три месяца, в то время как один элемент размером с пуговицу может питать аналогичный датчик, использующий Z-Wave, в течение года
4. Больший радиус действия
В отличие от некоторых других протоколов связи умного дома, Z-Wave имеет впечатляющий радиус действия. Эффективный радиус действия Z-Wave составляет около 330 футов на открытом пространстве и 150 футов в помещении. Но это еще не все. Помните, что Z-Wave – это ячеистая сеть, каждый узел которой потенциально может перераспределять сигналы? Это может значительно увеличить радиус действия сети Z-Wave. Чем больше количество узловых устройств в сети Z-Wave, тем потенциально больше радиус действия сети
5. Простая настройка
Настроить сеть Z-Wave довольно просто. Заставить совместимые с Z-Wave устройства общаться друг с другом также просто. Как только вы принесете домой устройства, совместимые с Z-Wave, все, что вам нужно сделать, это включить их, сопрячь с сетью, и они готовы к управлению с вашего смартфона или компьютера
Недостатки использования Z-Wave
Каким бы хорошим протоколом для умного дома ни был Z-Wave, у него также есть несколько недостатков. Интересно, какие могут быть минусы? Вот несколько:
1. Вариации в частоте
На бумаге все устройства Z-Wave должны быть совместимыми. Это одно из основных обещаний протокола Z-Wave. Однако совместимые устройства Z-Wave из разных стран, как правило, имеют проблемы с совместимостью из-за работы на разных частотах в диапазоне 0,8-0,9 ГГц (т.е. 800-900 МГц). Например, в США протокол Z-Wave работает в диапазоне 908,42 МГц, в то время как Европа придерживается диапазона 868,42 МГц. Вы можете столкнуться с трудностями, если попытаетесь использовать в Европе устройства, совместимые с Z-Wave, созданные для США
2. Дорогие устройства
Гаджеты, совместимые с Z-Wave, иногда могут быть дорогими, поскольку Z-Wave – это запатентованная технология, которой управляет группа частных компаний, называемая альянсом Z-Wave. Чтобы производить устройства, совместимые с Z-Wave, вам придется заплатить и пройти через утомительный процесс сертификации, установленный альянсом Z-Wave
3. Низкая пропускная способность
Z-Wave не является идеальным протоколом для использования в умных домашних устройствах, которым требуется большая пропускная способность. Хотя вы&rsquo ;, скорее всего, не столкнетесь с проблемами пропускной способности с текущими устройствами умного дома, использующими Z-Wave, его ограниченные возможности передачи данных представляют собой потенциальную проблему в эпоху, когда умные гаджеты склоняются в сторону более интенсивного использования пропускной способности
Z-Wave – не единственный вариант
Хотя вас, скорее всего, больше волнует, с какой экосистемой умного дома может работать ваш гаджет, протокол связи, который использует ваш умный гаджет, не менее важен
Z-Wave имеет длинный список сильных сторон, но у него также есть несколько ограничений. К счастью, это не единственный протокол для ‘умного дома’.ZigBee, Bluetooth и старый добрый Wi-Fi также являются жизнеспособными вариантами. Изучение каждого протокола ‘умного дома’ даст вам преимущество при принятии решения о покупке и выборе гаджета, который лучше всего подойдет для вашего ‘умного дома’
Комментировать