智能家居标准杂谈之：Z-Wave
发布时间: 2020-03-11 13:54
前段时间，我们探讨了一些智能家居标准，如Zigbee、Dotdot Over Thread。但在智能家居领域，无线协议标准还有很多，比如Z-Wave，今天我们就来简单分享一下，关于Z-Wave标准的一些情况。
什么是Z-Wave?
智能家居标准杂谈之：Z-Wave
Z-Wave由丹麦公司Zensys于2001年开发的一种无线网络协议，主要设计用于家庭自动化。2009年Z-Wave被Sigma Designs收购，然后在2018年初又以2.4亿美元的价格卖给了Silicon Labs。
由于该技术是由一家公司所拥有，因此Z-Wave标准始终保持为一种标准，每个Z-Wave设备都可以相互配合使用。这与Zigbee略有不同，Zigbee分为几种不同的协议，支持一种协议的设备并不代表一定能与另一种协议的设备通信。
不过，支持新Zigbee 3.0标准的设备可以与所有Zigbee产品进行通信，这个问题已经得到了解决。
Z-Wave联盟
Z-Wave联盟拥有700多个成员，已有超过2600种认证产品，这一数字从2017年的1700个和2005年的6个增长到现在。全球共有超过1亿个Z-Wave设备在运行，Z-Wave联盟声称90%的领先安全公司都在其产品中使用Z-Wave。
Z-Wave在800-900MHz频率范围内运行。这意味着，与Zigbee不同，Z-Wave不能在Wi-Fi使用的2.4GHz频率上运行，可能导致干扰问题。也因为Z-Wave远离了此频率，可避免附近Wi-Fi设备干扰。
与Zigbee一样，Z-Wave的耗电量远远低于其他无线技术(例如Wi-Fi和蓝牙)，这意味着设备不需要经常更换电池。在某些情况下，可能每十年只需更换一次。与Wi-Fi和蓝牙不同，Z-Wave为传输少量数据而设计，例如运动传感器等设备的指令和信息。它也没有Wi-Fi那样的带宽，但是对于例如Z-Wave开关要求打开智能灯泡时所传输的数据量而言，也根本没有必要那么大带宽。
网状网络
同Zigbee一样，与大多数传统的Wi-Fi网络不同，Z-Wave使用网状网络(当然，最新WiFi6也支持网状网络了)，因此网络上的每个设备都可以与其他设备通信，这意味着如果某个设备发生故障或超出智能家居控制中心的范围，信息仍然能够传达目标设备。
Z-Wave的网状网络不是将数据直接从WiFi路由器发送到目标设备(例如智能手机或计算机)，而是将数据从控制中心发送到一个设备，然后再发送到另一设备，因此所有组网的设备都在网络覆盖范围。
例如，每个接入电源的Z-Wave产品都充当转发器，将通过网络发送的所有信息传送到家中的每个Z-Wave设备。最新的700系列(于2018年初推出)，Z-Wave在空旷环境下传输距离达300英尺(约90米)，但实际上信号仅需在一个设备与下一个设备之间传播很短的距离，信号便会重复出现，继续发送，因此家庭应用基本不存在覆盖范围的问题。
一个Z-Wave网络最多可以连接232个设备(或节点)。虽然远远少于可以建立65000个节点的Zigbee网络，但是对于大多数智能家居而言，232个还是足够用了。这些节点包括家中的每个智能设备，如智能灯泡、智能开关、智能调光器、运动传感器、智能门铃、智能门锁、智能温控器、智能插座、智能摄像头和智能警报器等等。
2019年12月，Z-Wave联盟发布了Z-Wave规范。开放了网络层和通信协议，让更多技术企业和零部件制造商使用。联盟表示，这意味着Z-Wave将成为“由Z-Wave联盟的全体工作组成员开发的多源无线智能家居标准。”此举将使更多企业加入联盟，并使得Z-Wave技术在IoT制造商之间有了更广泛地应用。
有哪些企业生产Z-Wave产品?
生产与Z-Wave兼容的设备的企业包括：
Abode、Aeotec、American Standard、August、D-Link、Fibaro、GE、Honeywell、Kwikset、Linear、Logitech、Ring、Samsung SmartThings、Schlage、Somfy、Wink、Yale等
什么是Z-Wave?
智能家居标准杂谈之：Z-Wave
Z-Wave由丹麦公司Zensys于2001年开发的一种无线网络协议，主要设计用于家庭自动化。2009年Z-Wave被Sigma Designs收购，然后在2018年初又以2.4亿美元的价格卖给了Silicon Labs。
由于该技术是由一家公司所拥有，因此Z-Wave标准始终保持为一种标准，每个Z-Wave设备都可以相互配合使用。这与Zigbee略有不同，Zigbee分为几种不同的协议，支持一种协议的设备并不代表一定能与另一种协议的设备通信。
不过，支持新Zigbee 3.0标准的设备可以与所有Zigbee产品进行通信，这个问题已经得到了解决。
Z-Wave联盟
Z-Wave联盟拥有700多个成员，已有超过2600种认证产品，这一数字从2017年的1700个和2005年的6个增长到现在。全球共有超过1亿个Z-Wave设备在运行，Z-Wave联盟声称90%的领先安全公司都在其产品中使用Z-Wave。
Z-Wave在800-900MHz频率范围内运行。这意味着，与Zigbee不同，Z-Wave不能在Wi-Fi使用的2.4GHz频率上运行，可能导致干扰问题。也因为Z-Wave远离了此频率，可避免附近Wi-Fi设备干扰。
与Zigbee一样，Z-Wave的耗电量远远低于其他无线技术(例如Wi-Fi和蓝牙)，这意味着设备不需要经常更换电池。在某些情况下，可能每十年只需更换一次。与Wi-Fi和蓝牙不同，Z-Wave为传输少量数据而设计，例如运动传感器等设备的指令和信息。它也没有Wi-Fi那样的带宽，但是对于例如Z-Wave开关要求打开智能灯泡时所传输的数据量而言，也根本没有必要那么大带宽。
网状网络
同Zigbee一样，与大多数传统的Wi-Fi网络不同，Z-Wave使用网状网络(当然，最新WiFi6也支持网状网络了)，因此网络上的每个设备都可以与其他设备通信，这意味着如果某个设备发生故障或超出智能家居控制中心的范围，信息仍然能够传达目标设备。
Z-Wave的网状网络不是将数据直接从WiFi路由器发送到目标设备(例如智能手机或计算机)，而是将数据从控制中心发送到一个设备，然后再发送到另一设备，因此所有组网的设备都在网络覆盖范围。
例如，每个接入电源的Z-Wave产品都充当转发器，将通过网络发送的所有信息传送到家中的每个Z-Wave设备。最新的700系列(于2018年初推出)，Z-Wave在空旷环境下传输距离达300英尺(约90米)，但实际上信号仅需在一个设备与下一个设备之间传播很短的距离，信号便会重复出现，继续发送，因此家庭应用基本不存在覆盖范围的问题。
一个Z-Wave网络最多可以连接232个设备(或节点)。虽然远远少于可以建立65000个节点的Zigbee网络，但是对于大多数智能家居而言，232个还是足够用了。这些节点包括家中的每个智能设备，如智能灯泡、智能开关、智能调光器、运动传感器、智能门铃、智能门锁、智能温控器、智能插座、智能摄像头和智能警报器等等。
2019年12月，Z-Wave联盟发布了Z-Wave规范。开放了网络层和通信协议，让更多技术企业和零部件制造商使用。联盟表示，这意味着Z-Wave将成为“由Z-Wave联盟的全体工作组成员开发的多源无线智能家居标准。”此举将使更多企业加入联盟，并使得Z-Wave技术在IoT制造商之间有了更广泛地应用。
有哪些企业生产Z-Wave产品?
生产与Z-Wave兼容的设备的企业包括：
Abode、Aeotec、American Standard、August、D-Link、Fibaro、GE、Honeywell、Kwikset、Linear、Logitech、Ring、Samsung SmartThings、Schlage、Somfy、Wink、Yale等
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