1.Z-wave技术简介
Z-wave技术是由丹麦的芯片和软件开发商Zensys公司开发的一种短距离无线通信技术,起初主要用于智能无线家居(Intelligent Wireless Home),为促进消费者在无线家居控制领域应用Z-wave技术,保证所有成员的系统和设备之间的互通性,给产品提供售后合作和服务,2005年1月,Zensys公司与其他60多家厂商在CES(Consumer Electronics Show)大会上宣布成立Z-wave联盟(Z-wave Alliance)。目前,Z-wave联盟已有160多家公司加入,Z-wave联盟虽然没有ZigBee联盟强大,但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商,范围基本覆盖全球各个国家和地区。尤其是国际大公司如思科(Cisco)与英特尔(Intel)的加入,强化了Z-wave在家庭自动化领域的位置。结合市场占有率来说,Z-wave在欧美普及率比较高。
Z-wave的主要工作频段有两个,一个是868.42MHz(欧洲),另外一个则是908.42MHz(美国),传输速率一般在40kbps左右,每个网络可容纳232个节点,若想联系更多节点,则可以使用跨网的桥接(Bridge)技术。
2.Z-wave网络结构
Z-wave网络的节点分为三个等级,最高等级的节点是控制节点(Controllers),它存储网络中的所有节点的拓扑信息,计算信息传输的路径,规定网络中所有节点的路由地址,在网络中可充当中继器。控制节点的具体形式可以是移动的,如手持的遥控器;也可以是固定在某一位置,时刻侦听网络中的消息;还可以是网桥的形式,利用它可以实现对一些使用交流电设备的管理,当网络中有不支持Z-wave协议的设备时,可利用其作为代理。
第二等级的节点是路由节点(Routing Slaves),与控制节点不同的是路由节点只储存与它相关的部分网络拓扑信息,定义部分节点的路由地址,在网络中也可以充当中继器。最低等级的节点是从节点(Slaves),它不存储拓扑信息,也不计算信息传输的路径,只是响应控制节点和路由节点传来的命令,将反馈信息沿原路传输。从节点固定在Z-wave网络的某一位置,必须时刻侦听网络命令,在网络中充当中继器。
3.Z-wave网络的安装(www.xing528.com)
Z-wave网络地址由40比特组成,前32位称为家庭地址(HomeID),后8位称为节点地址(NodeID)。家庭地址是唯一的,不同Z-wave网络的家庭地址是不同的,这样就避免了相邻网络之间的相互干扰。节点地址在节点所在的网络是唯一的,家庭地址和节点地址由控制节点(Controllers)设置,节点只接受具有相同家庭地址节点传来的信息。
由于Z-wave网络的节点都具有双向应答机构,当节点被分配了家庭地址和节点地址,并接入Z-wave网络之后,节点能够自动地寻找周围的邻居节点,邻居节点也会向这个新节点发送确认信息,控制节点发出寻找节点的信息后,获取节点1的信息,然后分配地址给节点1,节点1反馈信息给控制节点,加入网络。其他节点的加入网络方式和控制节点相似。
4.Z-wave路由技术
Z-wave技术采用了动态路由选择原理,其提供了一个几乎没有限制的信号有效覆盖区域,可以把信号从一台设备反复地传送给另一台设备,确保信号越过屏蔽区和反射区,覆盖整个网络区域。Z-wave的网络是网格结构(Mesh Architecture),所有节点都具有路由选择能力,信号能够自动地从一个节点发送到下一个节点,可以绕过障碍物或无线电盲区。这使得Z-wave实现了几乎无限制的无线信号覆盖范围,大大提高了可靠性。卧室1里的主人想要关掉餐厅里的灯A,按照Z-wave协议,关灯的信号可经过灯K直接到灯A,此时因网络通信障碍,比如说厨房里冰箱的门打开了,阻挡了信号的去路,这时Z-wave会自动选择其他的路径,将信号经灯M传送至灯A。
5.Z-wave的应用
作为一种基于射频的、低成本、低功耗、小尺寸、易使用、高可靠性的适于组网的双向无线通信技术,Z-wave在智能家居方面得到了广泛应用。利用一个Z-wave控制器,在一所公寓内可以同时控制若干家用电器、灯具、抄表器、门禁、通风空调设备、家用网关、自动报警器等等。如果将Z-wave技术与其他技术(如Wi-Fi技术)相结合,用户就可以利用手机、PDA、互联网、遥控器等多种手段对Z-wave网络中的家电、自动化设备甚至是门锁进行远程控制。用户还可以设定相应的“情景”:比如影院模式,会自动合上客厅的窗帘,降低电灯的亮度,并且启动电视机或者投影仪。由于采用了通用的标准,不同公司出品的Z-wave产品之间都可以互联互通,这给用户带来了极大的便利。
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