متنوع

تقنية Z-Wave Home Automation

تقنية Z-Wave Home Automation

يتمثل مفهوم تقنية Z-Wave في أنها تستخدم دائرة راديو RF منخفضة الطاقة مدمجة في أجهزة وأنظمة الإلكترونيات المنزلية.

تهدف تقنية Z-Wave إلى عدد من مجالات التشغيل الآلي للمنزل اللاسلكي بما في ذلك الإضاءة والتحكم في الوصول السكني وأنظمة الترفيه وجميع أشكال الأجهزة المنزلية. يمكن استخدام Z-Wave داخل شبكة (شبكة منطقة منزلية ، HAN) ، وبالتالي يمكن استخدامها لإعداد جميع مجالات أتمتة المنزل ، والتي يمكن التحكم فيها بواسطة وحدة تحكم واحدة.

مع التحكم في العديد من الأجهزة المنزلية عن بعد ، يُنظر إلى تقنية Z-Wave على أنها تتمتع بفرصة سوق كبيرة ، خاصة مع الحديث عن إنترنت الأشياء ، أصبحت إنترنت الأشياء أكثر انتشارًا.

تتوفر وحدات Z-Wave من مجموعة متنوعة من المصادر بسعر رخيص نسبيًا ، وبالتالي فهي توفر تنسيقًا ممتازًا لأتمتة المنزل.

قام الاتحاد الدولي للاتصالات ، ITU بتضمين طبقات Z-Wave PHY و MAC كخيار في معيار G.9959 الخاص به. يحدد هذا مجموعة من الإرشادات للأجهزة اللاسلكية ضيقة النطاق الفرعي 1 جيجاهرتز.

تحالف Z-Wave

لدعم تقنية Z-Wave والترويج لها ، تم تأسيس منظمة تعرف باسم Z-Wave Alliance.

هذا اتحاد من المصنعين الذين لديهم منتجات في قطاعه. من خلال وجود معيار مشترك ، تزداد الحصة السوقية حيث يتمكن المستخدمون من اختيار المنتجات من مختلف الشركات المصنعة لتلائم احتياجاتهم بدقة أكبر.

يوفر التحالف أيضًا شهادة للمنتجات ، مما يتيح الحفاظ على المعايير ويتيح للمستخدم تحديد المنتجات التي يعرفون أنها ستعمل جنبًا إلى جنب.

أساسيات تقنية Z-Wave

يستخدم Z-Wave طوبولوجيا شبكة شبكية وبالتالي فإن أي جهاز لا يعمل بالبطارية يعمل كمكرر إشارة ، مما يتيح اتصالات موثوقة من عقدة إلى أخرى. لا تعمل الأجهزة التي تعمل بالبطارية كمكررات لأن هذا قد يؤدي إلى مستويات عالية من استنزاف البطارية

يعني نهج الشبكة المعشقة أنه كلما زاد عدد الأجهزة في الشبكة ، زادت مرونة الشبكة.

الترددات المستخدمة لـ Z-Wave أقل من نطاق Wi-Fi العادي 2.4 جيجا هرتز وهذا يتيح اختراقًا أفضل للجدران والعناصر الأخرى الموجودة في جميع المنازل ، ولكن بالإضافة إلى ذلك ، فإن الشبكة المعشقة تعني أن البيانات التي سيتم نقلها يمكن يتم توجيهها بذكاء من قبل الشبكة للالتفاف حول العقبات وبالتالي الحصول على تغطية منزلية كاملة قوية.

يبلغ نطاق Z-Wave عادةً حوالي 100 متر أو 328 قدمًا في الهواء الطلق. ومع ذلك ، ستقلل الجدران والعناصر الأخرى الموجودة في المنزل من هذا بشكل كبير ، وبالتالي يوصى بأن يكون الحد الأقصى لتباعد الأجهزة في شبكة Z-Wave حوالي 10 أمتار من 30 قدمًا. أي شيء أقرب سيوفر اتصالات أفضل.

يمكن أن تقفز إشارة Z-Wave ما يقرب من 600 قدم ، ويمكن ربط شبكات Z-Wave معًا لعمليات نشر أكبر. يمكن لكل شبكة Z-Wave دعم ما يصل إلى 232 جهازًا من أجهزة Z-Wave مما يسمح بالمرونة لتوفير أجهزة كافية لمنزل آلي كامل.

واجهة Z-Wave RF

تستخدم تقنية Z-Wave واجهة RF بسيطة لضمان إمكانية تحقيق وظائف التشفير وفك التشفير بأقل مستوى من المعالجة ، وبالتالي استهلاك الطاقة. كما أنه يضمن إمكانية إرسال إشارة التردد اللاسلكي بأقصى قدر من الكفاءة.

يتم تلخيص بعض المعلمات الرئيسية لواجهة Z-Wave RF في الجدول أدناه.


ملخص تقنية Z-Wave
معاملتفاصيل
معدل البيانات9.6 أو 40 كيلوبت / ثانية ؛ السرعات قابلة للتشغيل المتبادل بشكل كامل.
مخطط التحويرترميز قناة GFSK Manchester
المدى الأقصى التقريبيحوالي 30 مترا في خط مواقف الموقع تقريبا. من المتوقع تقليل النطاق داخل المباني.
نطاقات الترددنطاق SRD 868.42 ميجا هرتز (أوروبا)
نطاق ISM 900 ميجاهرتز: 908.42 ميجاهرتز (الولايات المتحدة)
916 ميغاهرتز (إسرائيل)
919.82 ميجاهرتز (هونج كونج)
921.42 ميغاهرتز (أستراليا / نيوزيلندا)
دورة العملفي أوروبا ، النطاق 868 ميجاهرتز له حدود دورة عمل بنسبة 1٪
توفير الطاقةتكون وحدات Z-Wave نشطة بنسبة 0.1٪ فقط من الوقت لتقليل استهلاك الطاقة

طبقة شبكة Z-Wave

طبقة شبكة Z-Wave هي منطقة حزمة البروتوكولات التي تتحكم في تبادل البيانات بين الأجهزة المختلفة ، وإرسال البيانات عبر طبقة التردد اللاسلكي أو الراديو.

تتكون طبقة الشبكة من ثلاث طبقات:

  • طبقة الوصول إلى الوسائط: تتحكم هذه الطبقة ، المشار إليها باسم MAC ، في الاستخدام الأساسي للأجهزة اللاسلكية. يقوم بذلك بطريقة غير مرئية للمستخدم النهائي.
  • طبقة النقل: تتحكم طبقة النقل داخل مكدس بروتوكول تقنية Z-Wave في نقل الرسائل بين عقدتين لاسلكيتين وتضمن نقلًا خالٍ من الأخطاء.
  • طبقة التوجيه: تدير طبقة التوجيه إمكانيات الشبكة اللاسلكية Z-Wave. إنها تمكن العقد المختلفة من الارتباط ببعضها البعض وتوجيه الرسائل من عقدة إلى أخرى إذا كانت إحدى العقدة خارج نطاق أخرى ..

أجهزة Z-Wave

من أجل الحصول على تسلسل هرمي داخل شبكة لاسلكية ، تم تحديد أنواع مختلفة من أجهزة Z-Wave:

  • مراقب: كما يوحي الاسم ، فإن هذه الأجهزة هي تلك التي تتحكم في أجهزة Z-Wave الأخرى. تتم برمجة أجهزة التحكم في المصنع بما يسمى بـ Home ID. هذا لا يمكن تغييره من قبل المستخدم.
  • عبد: الأجهزة التابعة هي تلك التي يتم التحكم فيها بواسطة وحدات التحكم. لا تحتوي الأجهزة التابعة على معرف منزل مبرمج مسبقًا ، ولكنها بدلاً من ذلك تأخذ معرّف المنزل المعين لها بواسطة وحدة تحكم شبكة Z-Wave.
  • عبد التوجيه: هذا الشكل من Z-Wave slave هو الذي يعرف جيرانه ولديه معرفة جزئية بجدول التوجيه. يمكنه الرد على العقدة التي استقبل منها الرسالة. يمكنه أيضًا إرسال رسائل غير مرغوب فيها إلى عدد من العقد المحددة مسبقًا التي لديها مسارات لها.

من أجل تلبية مجموعة متنوعة من التطبيقات ، يتم تنظيم تعيين المعرفات ويسمح بمجموعة متنوعة من السيناريوهات. وحدة التحكم الأساسية لها وظيفة تضمين العقد الأخرى في الشبكة. يقوم بذلك عن طريق تعيين معرف المنزل الخاص به. إذا قبلت العقدة معرف المنزل لوحدة التحكم الأساسية ، تصبح هذه العقدة التابعة جزءًا من الشبكة. تقوم وحدة التحكم الأساسية أيضًا بتعيين معرف عقدة فردي لكل جهاز جديد يضاف إلى الشبكة - وهذا ما يسمى التضمين.

موضوعات الاتصال اللاسلكي والسلكي:
أساسيات الاتصالات المتنقلة 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT الهواتف اللاسلكية NFC- الاتصال قريب المدى أساسيات الشبكات ما هي CloudEthernet البيانات التسلسلية USBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
العودة إلى الاتصال اللاسلكي والسلكي


شاهد الفيديو: Zwave Home Automation (يونيو 2021).