什(shén)么是z-wave？丹麥公(gōng)司Zensys所(suǒ)一(yī)手(shǒu)主(zhǔ)導的(de)無線(xiàn)组网(wǎng)规格

为(wèi)何Z-wave在(zài)智能(néng)家(jiā)居(jū)方(fāng)面(miàn)占據(jù)了(le)強(qiáng)勢地(dì)位(wèi)呢？这(zhè)主(zhǔ)要(yào)基于(yú)Z-Wave的(de)屬性(xìng)。Z-Wave是一(yī)種(zhǒng)新(xīn)兴的(de)基于(yú)射頻的(de)、低(dī)成(chéng)本(běn)、低(dī)功耗、高(gāo)可(kě)靠、适于(yú)网(wǎng)絡的(de)短(duǎn)距离無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)技術(shù)。工作(zuò)頻带(dài)为(wèi)908.42MHz(美(měi)國(guó))~868.42MHz(歐洲(zhōu))，采用(yòng)FSK(BFSK/GFSK)調制方(fāng)式，數據(jù)傳輸速率为(wèi)9.6 kbps，信(xìn)号(hào)的(de)有(yǒu)效覆蓋範圍在(zài)室(shì)內(nèi)是30m，室(shì)外(wài)可(kě)超过(guò)100m，适合于(yú)窄(zhǎi)带(dài)宽(kuān)應(yìng)用(yòng)场(chǎng)合。随着通(tòng)信(xìn)距离的(de)增大(dà)，设備的(de)複雜度(dù)、功耗以(yǐ)及(jí)系(xì)統成(chéng)本(běn)都在(zài)增加，相对(duì)于(yú)现有(yǒu)的(de)各(gè)種(zhǒng)無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)技術(shù)，Z-Wave技術(shù)将是最(zuì)低(dī)功耗和(hé)最(zuì)低(dī)成(chéng)本(běn)的(de)技術(shù)，有(yǒu)力地(dì)推動(dòng)着低(dī)速率無線(xiàn)个(gè)人(rén)區(qū)域网(wǎng)。

Z-Wave技術(shù)设計(jì)用(yòng)于(yú)住宅(zhái)、照明(míng)商業控制以(yǐ)及(jí)狀态读(dú)取(qǔ)應(yìng)用(yòng)，例如(rú)抄表(biǎo)、照明(míng)及(jí)家(jiā)電(diàn)控制、HVAC、接入(rù)控制、防盜及(jí)火(huǒ)災检測等。Z-Wave可(kě)将任何獨立的(de)设備轉(zhuǎn)換为(wèi)智能(néng)网(wǎng)絡设備，從而(ér)可(kě)以(yǐ)實(shí)现控制和(hé)無線(xiàn)監測。　Z-Wave技術(shù)在(zài)最(zuì)初设計(jì)时(shí)，就(jiù)定(dìng)位(wèi)于(yú)智能(néng)家(jiā)居(jū)無線(xiàn)控制領域。采用(yòng)小數據(jù)格式傳輸，40kb/s的(de)傳輸速率足以(yǐ)應(yìng)对(duì)，早(zǎo)期(qī)甚至(zhì)使用(yòng)9.6kb/s的(de)速率傳輸。與(yǔ)同類(lèi)的(de)其(qí)他(tā)無線(xiàn)技術(shù)相比，擁有(yǒu)相对(duì)較低(dī)的(de)傳輸頻率、相对(duì)較遠(yuǎn)的(de)傳輸距离和(hé)一(yī)定(dìng)的(de)價格優勢。

Z-Wave技術(shù)專門(mén)針(zhēn)对(duì)窄(zhǎi)带(dài)應(yìng)用(yòng)並(bìng)采用(yòng)創新(xīn)的(de)软(ruǎn)件(jiàn)解(jiě)決方(fāng)案(àn)取(qǔ)代(dài)成(chéng)本(běn)高(gāo)的(de)硬(yìng)件(jiàn)，因(yīn)此(cǐ)只(zhī)需花(huā)費其(qí)它(tā)類(lèi)似技術(shù)的(de)一(yī)小部(bù)份成(chéng)本(běn)就(jiù)可(kě)以(yǐ)组建高(gāo)質(zhì)量(liàng)的(de)無線(xiàn)网(wǎng)絡。

每一(yī)个(gè)Z-Wave网(wǎng)絡都擁有(yǒu)自(zì)己獨立的(de)网(wǎng)絡地(dì)址(HomeID);网(wǎng)絡內(nèi)每个(gè)节(jié)点的(de)地(dì)址(NodeID)，由(yóu)控制节(jié)点(Controller)分(fēn)配。每个(gè)网(wǎng)絡最(zuì)多(duō)容納232个(gè)节(jié)点(Slave)，包(bāo)括控制节(jié)点在(zài)內(nèi)。控制节(jié)点可(kě)以(yǐ)有(yǒu)多(duō)个(gè)，但只(zhī)有(yǒu)一(yī)个(gè)主(zhǔ)控制节(jié)点，即所(suǒ)有(yǒu)网(wǎng)絡內(nèi)节(jié)点的(de)分(fēn)配，都由(yóu)主(zhǔ)控制节(jié)点負責，其(qí)他(tā)控制节(jié)点只(zhī)是轉(zhuǎn)发主(zhǔ)控制节(jié)点的(de)命令。已入(rù)网(wǎng)的(de)普通(tòng)节(jié)点，所(suǒ)有(yǒu)控制节(jié)点都可(kě)以(yǐ)控制。超出(chū)通(tòng)信(xìn)距离的(de)节(jié)点，可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)控制器與(yǔ)受控节(jié)点之(zhī)間(jiān)的(de)其(qí)他(tā)节(jié)点，以(yǐ)路(lù)由(yóu)(Routing)的(de)方(fāng)式完成(chéng)控制。

Z-Wave采用(yòng)了(le)動(dòng)态路(lù)由(yóu)技術(shù)，每个(gè)Slave內(nèi)部(bù)都存有(yǒu)一(yī)个(gè)路(lù)由(yóu)表(biǎo)，該路(lù)由(yóu)表(biǎo)由(yóu)Controller写(xiě)入(rù)。存儲信(xìn)息为(wèi)該Slave入(rù)网(wǎng)时(shí)，周邊(biān)存在(zài)的(de)其(qí)他(tā)Slave的(de)NodeID。这(zhè)樣(yàng)每个(gè)Slave都知道(dào)周圍有(yǒu)哪些Slaves，而(ér)Controller存儲了(le)所(suǒ)有(yǒu)Slaves的(de)路(lù)由(yóu)信(xìn)息。當Controller與(yǔ)受控Slave的(de)距离超出(chū)最(zuì)大(dà)控制距离时(shí)，Controller会(huì)調用(yòng)最(zuì)後(hòu)一(yī)次(cì)正确控制該Slave的(de)路(lù)徑发送命令，如(rú)該路(lù)徑失敗，則從第(dì)一(yī)个(gè)Slave開(kāi)始(shǐ)重(zhòng)新(xīn)检索新(xīn)的(de)路(lù)徑。

三(sān)室(shì)一(yī)廳房間(jiān)的(de)Z-Wave系(xì)統解(jiě)決方(fāng)案(àn)：由(yóu)3个(gè)嵌入(rù)式照明(míng)控制器，3个(gè)牆(qiáng)壁(bì)開(kāi)關(guān)，一(yī)个(gè)全(quán)功能(néng)紅(hóng)外(wài)遙控器，一(yī)个(gè)觸摸控制屏构成(chéng)主(zhǔ)系(xì)統;嵌入(rù)式情(qíng)景控制器，手(shǒu)持(chí)式情(qíng)景控制器为(wèi)功能(néng)擴展(zhǎn)模块(kuài)。其(qí)中(zhōng)全(quán)功能(néng)紅(hóng)外(wài)遙控器與(yǔ)觸摸控制屏为(wèi)Controller，嵌入(rù)式照明(míng)控制器，嵌入(rù)式情(qíng)景控制器及(jí)手(shǒu)持(chí)式情(qíng)景控制器均为(wèi)Slave。

鉴于(yú)該系(xì)統中(zhōng)所(suǒ)有(yǒu)设備均使用(yòng)了(le)路(lù)由(yóu)技術(shù)，安(ān)装时(shí)只(zhī)需保證每两(liǎng)个(gè)嵌入(rù)式设備之(zhī)間(jiān)的(de)距离小于(yú)最(zuì)遠(yuǎn)通(tòng)信(xìn)距离即可(kě)。安(ān)装完成(chéng)後(hòu)，通(tòng)过(guò)HRPZ全(quán)功能(néng)紅(hóng)外(wài)遙控器先(xiān)将所(suǒ)有(yǒu)设備入(rù)网(wǎng)，待觸摸控制屏入(rù)网(wǎng)後(hòu)，可(kě)同步更(gèng)新(xīn)所(suǒ)有(yǒu)入(rù)网(wǎng)设備至(zhì)觸摸控制屏中(zhōng)。

设備入(rù)网(wǎng)後(hòu)，用(yòng)戶通(tòng)过(guò)全(quán)功能(néng)遙控器及(jí)觸摸控制屏都可(kě)以(yǐ)直(zhí)观的(de)看(kàn)到(dào)家(jiā)中(zhōng)所(suǒ)有(yǒu)Z-Wave入(rù)网(wǎng)電(diàn)器的(de)開(kāi)關(guān)狀态，並(bìng)且(qiě)可(kě)以(yǐ)方(fāng)便的(de)对(duì)其(qí)進(jìn)行控制。如(rú)将觸摸控制屏接入(rù)Internet网(wǎng)絡，則可(kě)以(yǐ)利用(yòng)PDA、PC機(jī)等通(tòng)过(guò)Internet网(wǎng)絡遠(yuǎn)程控制家(jiā)中(zhōng)的(de)電(diàn)器。

在(zài)配有(yǒu)HRPZ全(quán)功能(néng)遙控器的(de)系(xì)統中(zhōng)，用(yòng)戶可(kě)以(yǐ)更(gèng)加方(fāng)便的(de)實(shí)现在(zài)家(jiā)中(zhōng)的(de)移動(dòng)控制。嵌入(rù)式情(qíng)景控制器及(jí)手(shǒu)持(chí)式情(qíng)景控制器，可(kě)通(tòng)过(guò)觸摸控制屏或(huò)配套(tào)的(de)PC機(jī)配置软(ruǎn)件(jiàn)设置会(huì)议、影視等多(duō)種(zhǒng)情(qíng)景，通(tòng)过(guò)一(yī)鍵操作(zuò)，来(lái)完成(chéng)一(yī)系(xì)列组合功能(néng)的(de)控制。

不(bù)同于(yú)ZigBee技術(shù)的(de)近(jìn)距离無線(xiàn)组网(wǎng)通(tòng)信(xìn)技術(shù)，是由(yóu)芯片(piàn)與(yǔ)软(ruǎn)件(jiàn)開(kāi)发商Zensys與(yǔ)另(lìng)外(wài)多(duō)家(jiā)组建的(de)一(yī)个(gè)新(xīn)的(de)聯盟——Z-Wave聯盟，以(yǐ)推動(dòng)在(zài)家(jiā)庭自(zì)動(dòng)化(huà)領域采用(yòng)Z-Wave協议。

Cisco，Intel相繼投資Zensys，並(bìng)加入(rù)Z-Wave聯盟。微软(ruǎn)也(yě)是Z-Wave聯盟成(chéng)員。^[1] 

众所(suǒ)周知，丹麥的(de)乐(lè)高(gāo)玩具全(quán)球範圍內(nèi)都受小朋友歡迎，在(zài)一(yī)次(cì)全(quán)球z-wave技術(shù)開(kāi)发者大(dà)会(huì)上，其(qí)聯盟主(zhǔ)席(xí)做了(le)z-wave的(de)市(shì)场(chǎng)遠(yuǎn)景展(zhǎn)望，z-wave将致(zhì)力于(yú)打(dǎ)造成(chéng)大(dà)人(rén)的(de)玩具，z-wave的(de)发展(zhǎn)方(fāng)向(xiàng)是集娛乐(lè)功能(néng)和(hé)實(shí)用(yòng)功能(néng)于(yú)一(yī)體(tǐ)。Z-Wave鎖定(dìng)的(de)技術(shù)平台(tái)就(jiù)是家(jiā)庭自(zì)動(dòng)化(huà)，Z-Wave的(de)角(jiǎo)色(sè)即为(wèi)替代(dài)现行的(de)X-10规格，已经有(yǒu)X-10與(yǔ)Z-Wave共生(shēng)的(de)橋(qiáo)接器产品出(chū)现。而(ér)衍生(shēng)出(chū)的(de)产品琳琅滿目，在(zài)國(guó)外(wài)许多(duō)喜歡自(zì)己動(dòng)手(shǒu)做(DIY)的(de)家(jiā)庭自(zì)動(dòng)化(huà)用(yòng)戶也(yě)都開(kāi)始(shǐ)注意(yì)並(bìng)使用(yòng)Z-Wave。

在(zài)技術(shù)面(miàn)上，Z-Wave從原本(běn)的(de)9.6Kbit/s提(tí)升(shēng)到(dào)40Kbit/s，並(bìng)宣稱提(tí)升(shēng)後(hòu)原本(běn)的(de)9.6Kbit/s能(néng)與(yǔ)40Kbit/s共存。在(zài)节(jié)点數方(fāng)面(miàn)，一(yī)个(gè)Z-Wave网(wǎng)路(lù)可(kě)支援两(liǎng)百(bǎi)三(sān)十二(èr)个(gè)点。

Z-Wave使用(yòng)的(de)路(lù)由(yóu)協议是源路(lù)由(yóu)(Source Routing)，在(zài)源头(tóu)发出(chū)封(fēng)包(bāo)就(jiù)可(kě)以(yǐ)直(zhí)接在(zài)封(fēng)包(bāo)內(nèi)指定(dìng)詳细(xì)路(lù)由(yóu)的(de)路(lù)徑。这(zhè)个(gè)做法大(dà)大(dà)省(shěng)去(qù)每个(gè)节(jié)点花(huā)在(zài)路(lù)由(yóu)上的(de)資源。Z-Wave的(de)第(dì)三(sān)代(dài)晶片(piàn)ZW0301，其(qí)中(zhōng)微控制器核心(xīn)使采用(yòng)六(liù)倍速8051架构，搭配32KB的(de)Flash ROM以(yǐ)及(jí)256KB的(de)SRAM。耗電(diàn)流方(fāng)面(miàn)，睡眠模式是2.5微安(ān)培，接收(shōu)23毫(háo)安(ān)培，发射在(zài)0dBm輸出(chū)下(xià)是36毫(háo)安(ān)培。不(bù)过(guò)由(yóu)于(yú)頻带(dài)選定(dìng)在(zài)868/908MHz，这(zhè)樣(yàng)的(de)耗電(diàn)仍稍嫌偏高(gāo)。

雖(suī)然Z-Wave未臻完善，但其(qí)鎖定(dìng)了(le)正确的(de)市(shì)场(chǎng)，並(bìng)将自(zì)己的(de)产品與(yǔ)Windows系(xì)列产品结合，Zensys提(tí)供Windows開(kāi)发用(yòng)的(de)動(dòng)态連(lián)结資料庫(Dynamically Linked Library, DLL)，设計(jì)者可(kě)直(zhí)接調用(yòng)該DLL內(nèi)的(de)API函(hán)數(Application Program Interface, API)来(lái)做PC软(ruǎn)體(tǐ)设計(jì)。

尤其(qí)PC與(yǔ)遙控器的(de)使用(yòng)者介面(miàn)才是使用(yòng)者直(zhí)覺产生(shēng)使用(yòng)者经验(yàn)的(de)媒介，加上产品造型的(de)工業设計(jì)與(yǔ)質(zhì)感(gǎn)，更(gèng)是提(tí)升(shēng)價值所(suǒ)在(zài)之(zhī)處(chù)，而(ér)这(zhè)些都是所(suǒ)有(yǒu)Z-Wave 聯盟厂家(jiā)願意(yì)投資的(de)領域。而(ér)其(qí)餘的(de)技術(shù)，都由(yóu)平台(tái)提(tí)供商負責，使得Z-Wave的(de)客戶可(kě)以(yǐ)專心(xīn)致(zhì)力于(yú)提(tí)升(shēng)並(bìng)加強(qiáng)使用(yòng)者经验(yàn)。

Z-Wave是一(yī)種(zhǒng)结构簡單，成(chéng)本(běn)低(dī)廉，性(xìng)能(néng)可(kě)靠的(de)無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)技術(shù)，通(tòng)过(guò)Z-Wave技術(shù)构建的(de)無線(xiàn)网(wǎng)絡，不(bù)僅可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)本(běn)网(wǎng)絡设備實(shí)现对(duì)家(jiā)電(diàn)的(de)遙控，甚至(zhì)可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)Internet网(wǎng)絡对(duì)Z-Wave网(wǎng)絡中(zhōng)的(de)设備進(jìn)行控制。在(zài)2011年(nián)美(měi)國(guó)ces展(zhǎn)，wintop都已经推出(chū)基于(yú)互聯网(wǎng)遠(yuǎn)程控制的(de)产品，如(rú)遠(yuǎn)程監控，遠(yuǎn)程照明(míng)控制等，且(qiě)該技術(shù)已经成(chéng)熟，主(zhǔ)要(yào)是一(yī)个(gè)市(shì)场(chǎng)開(kāi)拓及(jí)消費群(qún)體(tǐ)的(de)培育还需要(yào)一(yī)段(duàn)时(shí)間(jiān)。随着Z-Wave聯盟的(de)不(bù)斷進(jìn)擴大(dà)，該技術(shù)的(de)應(yìng)用(yòng)也(yě)将不(bù)僅僅局(jú)限于(yú)智能(néng)家(jiā)居(jū)方(fāng)面(miàn)，在(zài)酒(jiǔ)店(diàn)控制系(xì)統，工業自(zì)動(dòng)化(huà)，农業自(zì)動(dòng)化(huà)等多(duō)个(gè)領域，都将发现Z-Wave無線(xiàn)网(wǎng)絡的(de)身(shēn)影。