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    什么是Z-Wave,它是如何工作的?

    什么是Z-Wave,它是如何工作的?

    如果對(duì)經(jīng)營智能家居或智能家居技術(shù)有特殊興趣,可能會(huì)遇到Z-Wave這個(gè)術(shù)語。它可能是智能家居產(chǎn)品上的銘文,或者一個(gè)詞。

    那,什么是Z-Wave?它是如何工作的,又是如何融入智能家居空間?讓我們來了解一下。

    什么是Z-Wave?

    Z-Wave是丹麥Zensys公司開發(fā)的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù),主要用于智能家居設(shè)備的通信協(xié)議。其于21世紀(jì)初開始流行起來,由于承諾,只要符合Z-Wave標(biāo)準(zhǔn),不同制造商的智能家居產(chǎn)品就可以實(shí)現(xiàn)互操作。

    都說Z-Wave是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò),但什么是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)呢?簡單地說,這是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)置,不同于設(shè)備連接到一個(gè)像路由器一樣的單一中心集線器,網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)設(shè)備充當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn),彼此連接,形成一個(gè)互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。

    Z-Wave是一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò),這意味著Z-Wave網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)智能家居設(shè)備都可以充當(dāng)信號(hào)端點(diǎn)或信號(hào)的再分配點(diǎn)。換句話說,每個(gè)小裝置可以接收到一個(gè)信號(hào)并對(duì)其采取行動(dòng),或者可以作為一個(gè)路由,將信號(hào)重新分配到網(wǎng)絡(luò)中最近的Z-Wave設(shè)備。

    什么是Z-Wave Plus?

    除了Z-Wave,還有Z-Wave的另一種迭代,叫做Z-Wave plus。那,什么是Z-Wave plus,其和Z-Wave有何不同?Z-Wave plus的核心仍然是Z-Wave,但有一些性能改進(jìn)。Z-Wave的Z-Wave Plus迭代介紹:

    從328英尺提高到492英尺電力需求減少50%帶寬增加250%更簡化的配對(duì)和取消配對(duì)Z-Wave兼容設(shè)備的過程改進(jìn)的自愈性和容錯(cuò)性

    Z-Wave是如何工作的?

    作為一種智能家居協(xié)議,Z-Wave在功能上與藍(lán)牙和Wi-Fi類似,盡管這三種協(xié)議是不同的,且工作方式也不同。與Wi-Fi不同,Z-Wave是一種更節(jié)能、更低延遲的智能家居協(xié)議,在800-900 MHz的無線電頻率范圍內(nèi)工作。這比Wi-Fi運(yùn)行的2.4 GHz和5 GHz頻段要低得多。

    那么,在較低頻段上運(yùn)行意味著什么,這有一些獨(dú)特的區(qū)別。盡管以更高頻率運(yùn)行的智能家居協(xié)議可能會(huì)攜帶更多的數(shù)據(jù)(如Wi-Fi),但其范圍通常較短,且更容易受到物理障礙的阻礙。像Z-Wave這樣的低頻智能家居協(xié)議往往有更長的范圍,且不太容易受到物理屏障的信號(hào)抑制。

    要了解Z-Wave的工作原理,了解其相互作用的組成部分是很重要的。基本上有兩種類型的Z-Wave設(shè)備,控制器和從設(shè)備。控制器是可以控制其他Z-Wave設(shè)備的Z-Wave設(shè)備,而從屬設(shè)備是可以由其他Z-Wave設(shè)備控制的Z-Wave設(shè)備。

    Z-Wave控制器

    Z-Wave控制器,其中一些可以作為集線器部署,負(fù)責(zé):

    啟動(dòng)并維護(hù)Z-Wave網(wǎng)絡(luò)。從網(wǎng)絡(luò)中添加和取消配對(duì)Z-Wave節(jié)點(diǎn)設(shè)備。開放Z-Wave網(wǎng)絡(luò),允許智能手機(jī)和電腦等設(shè)備與Z-Wave設(shè)備交互。

    Z-Wave網(wǎng)絡(luò)只能有一個(gè)主控制器。主控制器的唯一ID作為Z-Wave網(wǎng)絡(luò)的Home ID,用于將Z-Wave網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備相互綁定,以方便創(chuàng)建網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

    可以將其視為學(xué)生的ID標(biāo)簽。每個(gè)持有特定ID的學(xué)生可以允許進(jìn)入特定的教室,而持有不同ID的學(xué)生則不允許進(jìn)入。Z-Wave Home ID可以確保鄰居家里的Z-Wave網(wǎng)絡(luò)不會(huì)干擾自身的設(shè)備所連接的Z-Wave網(wǎng)絡(luò),無論相距多近。

    Z-Wave從屬設(shè)備

    另一方面,Z-Wave從屬設(shè)備是家庭網(wǎng)絡(luò)中使用的與Z-Wave兼容的設(shè)備。其包括從智能恒溫器、運(yùn)動(dòng)傳感器、門鎖到開關(guān)和視頻門鈴的所有東西。一個(gè)Z-Wave網(wǎng)絡(luò)最多可以連接232個(gè)從屬設(shè)備。

    所以,基本上,主控制器,在這種情況下會(huì)被部署為智能家庭樞紐,通常是連接到互聯(lián)網(wǎng)的Z-Wave網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。因此,當(dāng)主控制器從智能手機(jī)或電腦接收到開燈或燒水的命令時(shí),其會(huì)將指令發(fā)送到Z-Wave網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。

    現(xiàn)在,由于Z-Wave采用了網(wǎng)格技術(shù)范式,信號(hào)可以從一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備或從屬設(shè)備重新分配,直到到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。這種網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有助于擴(kuò)展Z-Wave網(wǎng)絡(luò)的范圍,使其超出典型的節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)范圍。

    使用Z-Wave的優(yōu)勢(shì)

    以下是使用Z-Wave與其他智能家居通信協(xié)議對(duì)比的一些優(yōu)勢(shì):

    1、更少的干擾

    藍(lán)牙、ZigBee和Wi-Fi都在2.4 GHz射頻空間內(nèi)運(yùn)行。有時(shí),事情會(huì)變得混亂和擁擠,導(dǎo)致干擾。這就像試圖在擁擠的市場(chǎng)中交流,對(duì)方很有可能聽不清對(duì)話。通過在不那么擁擠的0.8~0.9 GHz頻段內(nèi)運(yùn)行,Z-Wave有效地降低了沖突和干擾的可能性。

    2、降低衰減

    使用Z-Wave的好處之一是衰減更低。較低的衰減僅僅意味著無線電信號(hào)可以穿過障礙物,比如臥室的墻壁,而不會(huì)失去太多的強(qiáng)度。失去太多的強(qiáng)度意味著即使在網(wǎng)絡(luò)的典型范圍內(nèi),信號(hào)也可能失真或無法識(shí)別。

    3、低能耗

    Z-Wave與Wi-Fi等協(xié)議相比的最大優(yōu)勢(shì)之一是其最低的能源需求。Wi-Fi傳感器可以使用兩節(jié)AA電池,每三個(gè)月更換一次而單個(gè)紐扣大小的電池可以為使用Z-Wave的類似傳感器供電一年。

    4、更長的范圍

    與其他一些智能家庭通信協(xié)議不同,Z-Wave具有令人印象深刻的范圍。Z-Wave在室外的有效范圍約為330英尺,在室內(nèi)則為150英尺。但還有更多。Z-Wave是一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò),每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有可能重新分配信號(hào)。這可以顯著增加Z-Wave網(wǎng)絡(luò)的范圍。Z-Wave網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)設(shè)備的數(shù)量越多,其網(wǎng)絡(luò)的潛在范圍就越長。

    5、易于設(shè)置

    建立Z-Wave網(wǎng)絡(luò)非常簡單。Z-Wave兼容設(shè)備彼此通話也很容易。一旦把Z-Wave兼容設(shè)備帶回家,只需打開,將其與網(wǎng)絡(luò)配對(duì),就可以被智能手機(jī)或電腦控制了。

    使用Z-Wave的缺點(diǎn)

    盡管Z-Wave是一個(gè)很好的智能家居協(xié)議,但也有一些缺點(diǎn)。這里有幾個(gè):

    1、頻率變化

    理論上,所有Z-Wave設(shè)備都應(yīng)該是可互操作的。這是Z-Wave協(xié)議的關(guān)鍵承諾之一。然而,來自不同國家/地區(qū)的Z-Wave兼容設(shè)備往往存在兼容性問題,因?yàn)樵?.8至0.9 GHz(即800至900 MHz)頻段內(nèi)運(yùn)行的頻率不同。例如,在美國,Z-Wave協(xié)議在908.42 MHz頻段上運(yùn)行,而在歐洲則是868.42 MHz頻段。如果嘗試在歐洲使用為美國制造的Z-Wave兼容設(shè)備,可能會(huì)遇到麻煩。

    2、昂貴的設(shè)備

    與Z-Wave兼容的設(shè)備有時(shí)會(huì)很昂貴,因?yàn)閆-Wave是一項(xiàng)專利技術(shù),由一個(gè)名為Z-Wave聯(lián)盟的私營企業(yè)管理。為了生產(chǎn)兼容Z-Wave的設(shè)備,需要付費(fèi)并通過Z-Wave聯(lián)盟設(shè)立的繁瑣的特定認(rèn)證過程。

    3、低帶寬

    Z-Wave對(duì)于需要大量帶寬才能正常運(yùn)行的智能家電來說,并不是一個(gè)理想的協(xié)議。盡管目前使用Z-Wave的智能家居設(shè)備可能不會(huì)遇到帶寬問題,但其有限的數(shù)據(jù)承載能力,在智能設(shè)備向更大帶寬使用傾向的時(shí)代代表了一個(gè)潛在的問題。

    Z-Wave不是唯一的選擇

    可能我們更關(guān)心智能設(shè)備可以使用哪個(gè)智能家居生態(tài)系統(tǒng),但智能設(shè)備使用的通信協(xié)議也同樣重要。

    Z-Wave有很多優(yōu)點(diǎn),但也有一些局限性。幸運(yùn)的是,這不是唯一的智能家居協(xié)議。ZigBee、藍(lán)牙和傳統(tǒng)的Wi-Fi也是可行的選擇。了解每個(gè)智能家居協(xié)議,可以讓我們?cè)谧龀鲑徺I決定,和決定哪個(gè)設(shè)備最適合自身的智能家居設(shè)置時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。

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    2022-11-14
    什么是Z-Wave,它是如何工作的?
    Z-Wave是丹麥Zensys公司開發(fā)的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù),主要用于智能家居設(shè)備的通信協(xié)議。

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