پروتکل Z-Wave

در نوشته “پروتکل خانه هوشمند چیست” در مورد پروتکل‌های خانه هوشمند صحبت کردیم. حال در اینجا به تشریح کامل پروتکل Z-Wave و مزایای این پروتکل استاندارد خانه هوشمند می‌پردازیم. شبکه Z Wave یک پروتکل ارتباطی هوشمند بی‌سیم است که در درجه اول برای اتوماسیون خانگی استفاده می‌شود. پروتکل زدویو یا زی‌ویو از شبکه mesh برای ارتباط و کنترل دستگاه‌ها مانند کنترل روشنایی ، سیستم امنیتی  و … استفاده می‌کند. Z-Wave قابلیت کنترل از طریق اینترنت ، گوشی‌ هوشمند ، تبلت و رایانه از هر جای دنیا را دارد. لازم به ذکر است تجهیزات خانه هوشند تحت پروتکل Z-Wave همگی به یک کنترل کننده مرکزی تحت این پروتکل متصل هستند.

تاریخچه پروتکل Z-Wave

 

در ابتدا

 

 

پروتکل Z Wave در ابتدا توسط شرکت Zensys مستقر در کپنهاک پایتخت دانمارک توسعه داده شد.

 

 

 

1999

 

 

شرکت Zensys یک تراشه کامل، ویژه اتوماسیون خانگی با این پروتکل هوشمند جهت کنترل روشنایی ارائه داد.

 

 

 

2003

 

 

این شرکت در جهت توسعه‌ی پروتکل Z Wave تراشه‌های سری 100 و سپس تراشه‌های سری 200 را روانه بازار کرد.

 

 

 

2013

 

 

تراشه‌های سری 500 که به نام Z-Wave Plus شناخته می‌شوند، با طول رنج و عمر باتری بالاتر روانه بازار شدند.

 

 

روند رشد و ورود Z-Wave به بازار آمریکا

این پروتکل خانه هوشمند در سال 2005 وارد بازار آمریکا شد. 5 شرکت مشهور آمریکایی از جمله Danfoss و Ingersoll-Rand و Leviton manufacturing از این فناوری در محصولات خود استفاده کردند. آنها با همکاری هم اتحادیه Z-Wave که با نام Z-Wave Alliance مشهور است را تشکیل دادند. هدف Z-Wave Alliance ترویج پروتکل Z-Wave و ترویج محصولات شرکت‌های تولید کننده‌ی محصولات تحت این پروتکل می‌باشد. در همان سال شرکت سرمایه‌گذاری Bessemer Venture و شرکا به ارزش 16 میلیون دلار در این فناوری سرمایه‌گذاری کردند. همچنین در سال 2008، Zensys سرمایه‌هایی را از طرف Panasonic و Cisco و چند شرکت دیگر دریافت نمود و تکنولوژی Z-Wave به شرکت Sigma Design فروخته شد.در سال 2018، Sigma Design این فناوری را به ارزش 240 میلیون دلار به silicon labs فروخت. در سال 2006 در دنیا تنها 6 دستگاه قابل اطمینان با پروتکل Z-Wave وجود داشت و این تعداد در سال 2012 به 600 دستگاه خانه هوشمند رسید. در سال 2019 اعلام شد بیش از 2600 دستگاه با فناوری Z-Wave و باقابلیت اطمینان بالا وجود دارد.

محدوده فرکانسی امواج Z-Wave و امواج رادیویی آن

پروتکل Z-Wave از فرکانس 868 مگاهرتز در اروپا و فرکانس 908 مگاهرتز در آمریکا استفاده می‌کند. در سایر کشورها باتوجه به قوانین رادیویی آن‌ها از فرکانس‌های دیگر نزدیک به 900 مگاهرتز استفاده می‌کند. در ایران نیز استاندارد پروتکل‌های خانه هوشمند بر اساس اروپا بوده و فرکانس 868 مگاهرتز مجاز می‌باشد. محدوده فرکانسی پروتکل Z Wave از فرکانس WiFi که 4/2 گیگا هرتز و 5 گیگاهرتز است بسیار پایین‌تر می‌باشد.محدوده فرکانسی این امواج بسیار پایین‌تر از WiFi می‌باشد. بیشتر به باند فرکانسی تلفن‌های بیسیم نزدیک است. امواج Z-Wave دارای برد بسیار کوتاه در حد 50 متر و توان 8 میلی‌وات می‌باشد. جالب است بدانید امواج Z-Wave در حالت بیکاری دستگاه‌ها به صورت مستمر رد و بدل نمی‌شوند. در حالی که امواج wifi بیست و چهار ساعته در حال انتقال اطلاعات می‌باشند. این بدان معنی است که پروتکل Z-Wave و دستگاه‌هایی که از پروتکل ارتباطی Z Wave استفاده می‌کنند ، passive یا غیر آشکار هستند. یعنی زمانی که شما فرمانی به سیستم خانه هوشمند خود می‌دهید، اطلاعات جا‌به‌جا می‌شوند. جالب است بدانید بسیاری از دستگاه‌های Z-Wave میتوانند با 1باتری لیتیومی غیر‌قابل شارژ حتی تا 3 سال به راحتی کار کنند. پس می‌توان مصرف پایین این دستگاه‌ها را به غیر فعال بودن آن‌ها در زمان بیکاری و کم‌توان بودن امواج اطلاق کرد.

مزایای پروتکل Z-Wave

  • نصب آسان تجهیزات هوشمند مبتنی بر پروتکل Z Wave و مدیریت شبکه آسان
  • هزینه پایین‌تر نسبت به برخی از سیستم های هوشمند سیمی
  • بهینه‌سازی در مصرف انرژی و مصرف برق پایین تجهیزات Z-Wave
  • امکان تغذیه از طریق باتری برای برخی از تجهیزات Z-Wave
  • طراحی بسیار زیبا و اندازه کوچک محصولات مبتنی بر پروتکل Z-Wave
  • قدرت بالای جلوگیری از دخالت ها و نویزها در سیستم Z-Wave
  • طراحی بر اساس شبکه مش که باعث افزایش کیفیت کار شبکه در اثر افزایش تعداد دستگاه های تحت پروتکل Z Wave می‌شود.

معایب پروتکل Z-Wave

  • عدم امکان استفاده از تجهیزات Z-Wave در سیستم‌های جامع مدیریت ساختمان
  • شرط نزدیکی تجهیزات به یکدیگر جهت عملکرد درست و تکرار امواج Z-Wave
  • محدودیت ارتباط حداکثر 232 محصول تحت پروتکل Z-Wave