Z-Wave是(shì)由(yóu)丹麥公(gōng)司Zensys所一手(shǒu)主導的(de)無線(xiàn)組网規格，Z-wave聯盟(Z-wave Alliance)雖(suī)然沒(méi)有(yǒu)ZigBee聯盟強(qiáng)大(dà)，但是(shì)Z-wave聯盟的(de)成員均是(shì)已經(jīng)在(zài)智能(néng)家(jiā)居(jū)領域有(yǒu)現(xiàn)行産品的(de)廠(chǎng)商，該聯盟已經(jīng)具有(yǒu)160多(duō)家(jiā)國(guó)際知名(míng)公(gōng)司，範圍基本(běn)覆蓋全(quán)球各(gè)个(gè)國(guó)家(jiā)和(hé)地(dì)區(qū)。
簡介
为(wèi)何Z-wave在(zài)智能(néng)家(jiā)居(jū)方(fāng)面(miàn)占據(jù)了強(qiáng)势地(dì)位(wèi)呢？这(zhè)主要(yào)基于(yú)Z-Wave的(de)属性(xìng)。Z-Wave是(shì)一種(zhǒng)新(xīn)兴的(de)基于(yú)射频的(de)、低(dī)成本(běn)、低(dī)功耗、高可(kě)靠、适于(yú)网絡的(de)短距離無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)技術(shù)。工作(zuò)频带(dài)为(wèi)908.42MHz(美(měi)國(guó))~868.42MHz(歐洲(zhōu))，采用(yòng)FSK(BFSK/GFSK)调制方(fāng)式，數據(jù)传輸速率为(wèi)9.6 kbps，信(xìn)号(hào)的(de)有(yǒu)效覆蓋範圍在(zài)室内是(shì)30m，室外(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)距離的(de)增大(dà)，設備的(de)複雜度(dù)、功耗以(yǐ)及(jí)系(xì)統成本(běn)都在(zài)增加，相对(duì)于(yú)現(xiàn)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(shì)最低(dī)功耗和(hé)最低(dī)成本(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。
Z-Wave技術(shù)設計(jì)用(yòng)于(yú)住宅(zhái)、照明(míng)商业控制以(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)災檢测等。Z-Wave可(kě)将任何獨立的(de)設備轉(zhuǎn)換为(wèi)智能(néng)网絡設備，從而(ér)可(kě)以(yǐ)實(shí)現(xiàn)控制和(hé)無線(xiàn)監测。 Z-Wave技術(shù)在(zài)最初設計(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)格式传輸，40kb/s的(de)传輸速率足以(yǐ)應(yìng)对(duì)，早(zǎo)期(qī)甚至(zhì)使用(yòng)9.6kb/s的(de)速率传輸。與(yǔ)同(tóng)類(lèi)的(de)其(qí)他(tā)無線(xiàn)技術(shù)相比，拥有(yǒu)相对(duì)較低(dī)的(de)传輸频率、相对(duì)較遠(yuǎn)的(de)传輸距離和(hé)一定(dìng)的(de)價格優势。
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)决方(fāng)案(àn)取(qǔ)代(dài)成本(běn)高的(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)一小部(bù)份成本(běn)就(jiù)可(kě)以(yǐ)組建高質(zhì)量(liàng)的(de)無線(xiàn)网絡。
z-wave网絡結構
每一个(gè)Z-Wave网絡都拥有(yǒu)自(zì)己獨立的(de)网絡地(dì)址(HomeID);网絡内每个(gè)节(jié)點(diǎn)的(de)地(dì)址(NodeID)，由(yóu)控制节(jié)點(diǎn)(Controller)分(fēn)配。每个(gè)网絡最多(duō)容納232个(gè)节(jié)點(diǎn)(Slave)，包(bāo)括控制节(jié)點(diǎn)在(zài)内。控制节(jié)點(diǎn)可(kě)以(yǐ)有(yǒu)多(duō)个(gè)，但只(zhī)有(yǒu)一个(gè)主控制节(jié)點(diǎn)，即所有(yǒu)网絡内节(jié)點(diǎn)的(de)分(fēn)配，都由(yóu)主控制节(jié)點(diǎn)負責，其(qí)他(tā)控制节(jié)點(diǎn)只(zhī)是(shì)轉(zhuǎn)發(fà)主控制节(jié)點(diǎn)的(de)命令。已入(rù)网的(de)普通(tòng)节(jié)點(diǎn)，所有(yǒu)控制节(jié)點(diǎn)都可(kě)以(yǐ)控制。超出(chū)通(tòng)信(xìn)距離的(de)节(jié)點(diǎn)，可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)控制器與(yǔ)受控节(jié)點(diǎn)之(zhī)間(jiān)的(de)其(qí)他(tā)节(jié)點(diǎn)，以(yǐ)路由(yóu)(Routing)的(de)方(fāng)式完成控制。
z-wave路由(yóu)技術(shù)
Z-Wave采用(yòng)了動(dòng)态路由(yóu)技術(shù)，每个(gè)Slave内部(bù)都存有(yǒu)一个(gè)路由(yóu)表(biǎo)，該路由(yóu)表(biǎo)由(yóu)Controller写(xiě)入(rù)。存儲信(xìn)息为(wèi)該Slave入(rù)网时(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(xiē)Slaves，而(ér)Controller存儲了所有(yǒu)Slaves的(de)路由(yóu)信(xìn)息。當Controller與(yǔ)受控Slave的(de)距離超出(chū)最大(dà)控制距離时(shí)，Controller会(huì)调用(yòng)最後(hòu)一次(cì)正(zhèng)确控制該Slave的(de)路徑發(fà)送命令，如(rú)該路徑失敗，則從第(dì)一个(gè)Slave開(kāi)始重(zhòng)新(xīn)檢索新(xīn)的(de)路徑。
z-wave應(yìng)用(yòng)
三(sān)室一廳房(fáng)間(jiān)的(de)Z-Wave系(xì)統解(jiě)决方(fāng)案(àn)：由(yóu)3个(gè)嵌入(rù)式照明(míng)控制器，3个(gè)牆(qiáng)壁開(kāi)關(guān)，一个(gè)全(quán)功能(néng)紅(hóng)外(wài)遙控器，一个(gè)觸摸控制屏構成主系(xì)統;嵌入(rù)式情(qíng)景控制器，手(shǒu)持式情(qíng)景控制器为(wèi)功能(néng)擴展(zhǎn)模块(kuài)。其(qí)中全(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)持式情(qíng)景控制器均为(wèi)Slave。
鑒于(yú)該系(xì)統中所有(yǒu)設備均使用(yòng)了路由(yóu)技術(shù)，安(ān)裝(zhuāng)时(shí)只(zhī)需保證每两(liǎng)个(gè)嵌入(rù)式設備之(zhī)間(jiān)的(de)距離小于(yú)最遠(yuǎn)通(tòng)信(xìn)距離即可(kě)。安(ān)裝(zhuāng)完成後(hòu)，通(tòng)过(guò)HRPZ全(quán)功能(néng)紅(hóng)外(wài)遙控器先(xiān)将所有(yǒu)設備入(rù)网，待觸摸控制屏入(rù)网後(hòu)，可(kě)同(tóng)步更新(xīn)所有(yǒu)入(rù)网設備至(zhì)觸摸控制屏中。
設備入(rù)网後(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)觀的(de)看(kàn)到(dào)家(jiā)中所有(yǒu)Z-Wave入(rù)网電(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网絡，則可(kě)以(yǐ)利用(yòng)PDA、PC機(jī)等通(tòng)过(guò)Internet网絡遠(yuǎn)程控制家(jiā)中的(de)電(diàn)器。
在(zài)配有(yǒu)HRPZ全(quán)功能(néng)遙控器的(de)系(xì)統中，用(yòng)戶可(kě)以(yǐ)更加方(fāng)便的(de)實(shí)現(xiàn)在(zài)家(jiā)中的(de)移動(dòng)控制。嵌入(rù)式情(qíng)景控制器及(jí)手(shǒu)持式情(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)設置会(huì)議、影視等多(duō)種(zhǒng)情(qíng)景，通(tòng)过(guò)一鍵操作(zuò)，来(lái)完成一系(xì)列組合功能(néng)的(de)控制。
z-wave市(shì)场(chǎng)策略
不(bù)同(tóng)于(yú)ZigBee技術(shù)的(de)近(jìn)距離無線(xiàn)組网通(tòng)信(xìn)技術(shù)，是(shì)由(yóu)芯片(piàn)與(yǔ)软(ruǎn)件(jiàn)開(kāi)發(fà)商Zensys與(yǔ)另(lìng)外(wài)多(duō)家(jiā)組建的(de)一个(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)化領域采用(yòng)Z-Wave協議。
Cisco，Intel相繼投資Zensys，並(bìng)加入(rù)Z-Wave聯盟。微软(ruǎn)也是(shì)Z-Wave聯盟成員。[1]
衆所周知，丹麥的(de)乐高玩具全(quán)球範圍内都受小朋友歡迎，在(zài)一次(cì)全(quán)球z-wave技術(shù)開(kāi)發(fà)者(zhě)大(dà)会(huì)上(shàng)，其(qí)聯盟主席(xí)做了z-wave的(de)市(shì)场(chǎng)遠(yuǎn)景展(zhǎn)望，z-wave将致(zhì)力于(yú)打(dǎ)造成大(dà)人(rén)的(de)玩具，z-wave的(de)發(fà)展(zhǎn)方(fāng)向(xiàng)是(shì)集娛乐功能(néng)和(hé)實(shí)用(yòng)功能(néng)于(yú)一體(tǐ)。Z-Wave鎖定(dìng)的(de)技術(shù)平台(tái)就(jiù)是(shì)家(jiā)庭自(zì)動(dòng)化，Z-Wave的(de)角(jiǎo)色(sè)即为(wèi)替代(dài)現(xiàn)行的(de)X-10規格，已經(jīng)有(yǒu)X-10與(yǔ)Z-Wave共(gòng)生的(de)橋(qiáo)接器産品出(chū)現(xiàn)。而(ér)衍生出(chū)的(de)産品琳琅滿目，在(zài)國(guó)外(wài)許多(duō)喜歡自(zì)己動(dòng)手(shǒu)做(DIY)的(de)家(jiā)庭自(zì)動(dòng)化用(yòng)戶也都開(kāi)始注意(yì)並(bìng)使用(yòng)Z-Wave。
在(zài)技術(shù)面(miàn)上(shàng)，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(gòng)存。在(zài)节(jié)點(diǎn)數方(fāng)面(miàn)，一个(gè)Z-Wave网路可(kě)支援两(liǎng)百(bǎi)三(sān)十(shí)二(èr)个(gè)點(diǎn)。
Z-Wave使用(yòng)的(de)路由(yóu)協議是(shì)源路由(yóu)(Source Routing)，在(zài)源头(tóu)發(fà)出(chū)封包(bāo)就(jiù)可(kě)以(yǐ)直(zhí)接在(zài)封包(bāo)内指定(dìng)詳细(xì)路由(yóu)的(de)路徑。这(zhè)个(gè)做法(fǎ)大(dà)大(dà)省(shěng)去(qù)每个(gè)节(jié)點(diǎn)花(huā)在(zài)路由(yóu)上(shàng)的(de)資源。Z-Wave的(de)第(dì)三(sān)代(dài)晶片(piàn)ZW0301，其(qí)中微控制器核心(xīn)使采用(yòng)六(liù)倍速8051架構，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(shì)2.5微安(ān)培，接收(shōu)23毫(háo)安(ān)培，發(fà)射在(zài)0dBm輸出(chū)下(xià)是(shì)36毫(háo)安(ān)培。不(bù)过(guò)由(yóu)于(yú)频带(dài)選定(dìng)在(zài)868/908MHz，这(zhè)樣(yàng)的(de)耗電(diàn)仍稍嫌偏高。
雖(suī)然Z-Wave未臻完善，但其(qí)鎖定(dìng)了正(zhèng)确的(de)市(shì)场(chǎng)，並(bìng)将自(zì)己的(de)産品與(yǔ)Windows系(xì)列産品結合，Zensys提(tí)供Windows開(kāi)發(fà)用(yòng)的(de)動(dòng)态連(lián)結資料庫(Dynamically Linked Library, DLL)，設計(jì)者(zhě)可(kě)直(zhí)接调用(yòng)該DLL内的(de)API函數(Application Program Interface, API)来(lái)做PC软(ruǎn)體(tǐ)設計(jì)。
尤其(qí)PC與(yǔ)遙控器的(de)使用(yòng)者(zhě)介面(miàn)才是(shì)使用(yòng)者(zhě)直(zhí)觉産生使用(yòng)者(zhě)經(jīng)验(yàn)的(de)媒介，加上(shàng)産品造型的(de)工业設計(jì)與(yǔ)質(zhì)感(gǎn)，更是(shì)提(tí)升(shēng)價值所在(zài)之(zhī)處(chù)，而(ér)这(zhè)些(xiē)都是(shì)所有(yǒu)Z-Wave 聯盟廠(chǎng)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(zhě)經(jīng)验(yàn)。
z-wave發(fà)展(zhǎn)前(qián)景
Z-Wave是(shì)一種(zhǒng)結構簡單，成本(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)構建的(de)無線(xiàn)网絡，不(bù)僅可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)本(běn)网絡設備實(shí)現(xiàn)对(duì)家(jiā)電(diàn)的(de)遙控，甚至(zhì)可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)Internet网絡对(duì)Z-Wave网絡中的(de)設備進(jìn)行控制。在(zài)2011年(nián)美(měi)國(guó)ces展(zhǎn)，wintop都已經(jīng)推出(chū)基于(yú)互聯网遠(yuǎn)程控制的(de)産品，如(rú)遠(yuǎn)程監控，遠(yuǎn)程照明(míng)控制等，且(qiě)該技術(shù)已經(jīng)成熟，主要(yào)是(shì)一个(gè)市(shì)场(chǎng)開(kāi)拓及(jí)消費群(qún)體(tǐ)的(de)培育還(huán)需要(yào)一段(duàn)时(shí)間(jiān)。随着Z-Wave聯盟的(de)不(bù)断進(jìn)擴大(dà)，該技術(shù)的(de)應(yìng)用(yòng)也将不(bù)僅僅局(jú)限于(yú)智能(néng)家(jiā)居(jū)方(fāng)面(miàn)，在(zài)酒(jiǔ)店控制系(xì)統，工业自(zì)動(dòng)化，農业自(zì)動(dòng)化等多(duō)个(gè)領域，都将發(fà)現(xiàn)Z-Wave無線(xiàn)网絡的(de)身(shēn)影。
