Z-Wave: sub-GHz mesh мрежа за умен дом

Какво е Z-Wave

Z-Wave е безжичен протокол за умен дом, разработен специално за малки команди и ниска консумация. Поддържа се от Z-Wave Alliance, а чиповете се произвеждат от Silicon Labs. За разлика от Zigbee и Thread, работи на честота под 1 GHz, а не на 2,4 GHz.

Честота

В Европа Z-Wave работи на 868,42 MHz, в САЩ на около 908,42 MHz. Лентата е много по-тиха от 2,4 GHz, където се бият Wi-Fi, Bluetooth и микровълнови фурни. Радиовълните с по-ниска честота преминават по-добре през стени. Недостатък: устройствата от различните региони не са съвместими помежду си.

Скорост

9,6, 40 и 100 kbit/s. Достатъчно е за команди и показания, но не и за поток от данни.

Мрежа

• Контролер — създава мрежата и управлява включването на устройства. Има основен контролер и вторични.
• Възли — устройствата. Тези със захранване от мрежата препредават чужди пакети.
• Home ID — 32-битов идентификатор на мрежата.
• Node ID — 8-битов номер на възела в нея.

Една мрежа побира до 232 възела. Пакетите се предават през до 4 междинни възела (прескока). Контролерът знае пътя и го записва като маршрут. При отпадане на възел маршрутът се намира отново.

Сигурност

Съвременните устройства ползват S2. Ключовете се разменят при включване, като потребителят въвежда код (PIN) от устройството или сканира QR. Комуникацията е шифрована. Стари устройства поддържат само по-слаби схеми и ги няма в S2 нивата.

Z-Wave Long Range

Разширение, при което устройствата се свързват директно към контролера, без междинни възли. Обхватът е значително по-голям, а мрежата побира хиляди възела (до 4000). Едновременно може да съществува със стандартния Z-Wave.

Особености

• Всички устройства минават проверка за съвместимост със спецификацията, затова взаимодействат добре.
• Нужни са достатъчно захранвани възли за добър mesh.
• След местене на устройство трябва да се обнови маршрутизацията.
• Контролерът е ключов: без резервно копие мрежата се възстановява трудно.

Сравнение със Zigbee