Z-wave는 많은 스마트 홈 장치에서 사용되는 무선 시스템을 나타냅니다.. 스마트 홈은 홈 시스템의 한쪽 끝을 다른 쪽 끝과 항상 연결하는 데 도움을 주는 21세기 필수 기술입니다.. Z-Wave 및 ZigBee 기술은 다음과 같은 두 가지 주요 표준에 사용될 수 있습니다. 스마트 기기, 스마트 조명, 자동화 제어, 난방 및 보안 장비.
Z-Wave 기술이란 무엇입니까??
Z-wave는 처음에 개발되었습니다. 1999 Zensys로 알려진 덴마크 회사에서. 그것은 간단하다, 홈 자동화 시스템을 위한 경제적이고 다양한 대체품. 개발 이후, 이상의 지지를 빠르게 얻었습니다. 700 가전제품 브랜드와 기업, 화웨이와 같은, ADT, 삼성 인텔리전스, 엘지, 제너럴일렉트릭, 팔월, SMIC, 그리고 잉가솔 랜드. 현재, 끝났어 2,600 시중에 나와 있는 다양한 Z-Wave 인증 제품, 모두 상호 운용을 위해 구축됨.
Z-Wave는 어떻게 작동하나요??
Z-wave 네트워크는 링크를 위해 특별히 구축되었습니다. 똑똑한 집 장치 및 스마트 허브. Z-wave 기술은 스마트 스위치에서 찾을 수 있습니다, 온도 조절 장치, 센서, 등. 적당한 크기의 집에 장치를 연결할 수 있습니다, 일반 블루투스나 Wi-Fi에 비해 훨씬 적은 전력을 사용하지만.
지그비 기술처럼, Z-Wave는 그리드 토폴로지를 사용하여 장치에 연결됩니다.. 이는 모든 장치가 라우터나 허브에 직접 연결되어야 하는 것이 아니라, Z-Wave 기술을 사용하는 장치는 장치 간에 데이터 패킷을 주고받을 수 있습니다.. 그러므로, Z-Wave 전구와 허브 사이의 거리가 큰 경우, 신호는 여전히 원하는 위치로 전송될 수 있습니다, 센서와 장치를 통과하여.
이 배열은 Z-Wave를 더욱 유연하게 만듭니다., Wi-Fi보다 조금 느리더라도. 많은 Z-Wave 장치를 설치하면 네트워크 범위가 크게 늘어납니다.. 게다가, 한 지점에서 다른 지점으로 데이터 패킷을 전송하는 기술이 많기 때문에 많은 장치를 설치하면 Z-Wave 기술이 더욱 강력해집니다..
Z-Wave VS 지그비
Z-Wave의 작동 주파수는 다음과 같습니다. 800 에게 900 MHz, Zigbee는 다음과 같은 환경에서도 완벽하게 작동할 수 있습니다. 2.4 GHz. 이는 Z-Wave가 활성화된 장치가 ZigBee가 활성화된 장치보다 데이터 전송 속도가 훨씬 낮다는 것을 의미합니다.. 뿐만 아니라, Z-wave는 더 낮은 데이터 전송을 지원합니다. 9.6-10 KBPS, 반면 Zigbee는 최대 전송을 지원할 수 있습니다. 250 KBPS.
그럼에도 불구하고, Z-Wave 장치는 외부 간섭 가능성이 매우 적습니다., Zigbee 장치는 더 중요한 가능성을 가지고 있습니다.. Z-wave 및 Zigbee 기술은 메시 네트워크 토폴로지를 구현하여 네트워크에 장치를 추가합니다.. 미만 232 장치는 Z-wave 네트워크에서 지원될 수 있습니다, 하지만 지그비 네트워크 이상을 지원할 수 있다 65,000 장치. 집주인의 경우, 심지어 232 단위는 집을 완전히 운영하는 데 필요한 것보다 더 많습니다..
AES 128비트 암호화는 Z-Wave, ZigBee 네트워크 모두 해킹 없이 안전하게 사용됩니다.. 절대적인 보안은 모순이다, 두 네트워크 모두 최종 사용자 보안에 유사한 방법을 채택한다는 점을 인식하는 것이 중요합니다.. 추가적으로, Z-Wave 장치의 범위는 약 30 미터, 반면 Zigbee 장치는 범위가 제한되어 있습니다. 20 미터.
게다가, Zigbee 컨소시엄이 사용 가능한 표준 Zigbee 기술을 운영하고 관리한다는 것을 아는 것이 중요합니다., Sigma 장치 회사는 Z-Wave 기술을 개인적으로 소유하고 있습니다.. 따라서 많은 컨트롤러와의 장치 호환성을 보장하는 보다 엄격한 제어 기능을 갖추고 있습니다..
Z-Wave VS Wi-Fi
자동화를 위한 Wi-Fi의 이점
Wi-Fi는 홈 자동화에 사용될 때 여러 가지 장점이 있습니다.. Wi-Fi 장치는 실행하는 데 필요한 로프에 걸려 넘어질 염려 없이 방 안 어느 곳에나 배치할 수 있습니다.. Wi-Fi 네트워크로 체계화하면 하나 이상의 장치가 라우터에 내장되어 있는 경우 다른 장치에 대한 라우터 포트를 확보하는 데 도움이 될 수 있습니다..
Wi-Fi 네트워크를 기반으로 한 홈 오토메이션 시스템은 다음과 같이 신뢰할 수 있습니다. 무선 네트워크. Wi-Fi 네트워크가 자주 다운될 때마다 자동화가 감소합니다..
자동화를 위한 Z-Wave의 이점
Z-Wave가 Wi-Fi보다 자동화에 더 적합한지에 대한 질문? 믿거 나 말거나, Z-Wave 네트워크는 가정용 Wi-Fi 신호에 간섭할 염려가 없으므로 Wi-Fi보다 설정하기가 더 쉽습니다..
대부분의 Z-Wave 장치는 서로를 자동으로 감지할 수 있으므로 홈 시스템에 새 장치를 직접적이고 빠르게 추가할 수 있습니다.. 게다가, Z-Wave 네트워크는 더 유연합니다., 수천 개의 다양한 장치가 Z-Wave 주파수에서 실행될 수 있습니다.. 따라서, 귀하의 필요에 가장 적합한 장치를 설정하는 것이 더 쉽습니다.
호환성은 Z-Wave 네트워크가 Wi-Fi와 경쟁할 수 없는 또 하나의 요소입니다.. Z-wave 네트워크를 사용하는 장치는 이전 버전과 호환됩니다.. 따라서, 기존 장치는 현재 시스템과 호환됩니다., 개발된 모든 새로운 장치는 기존 설정과 호환될 것으로 예상됩니다..
Z-wave는 Wi-Fi로 자동화됩니다..
홈 자동화 시스템은 Z-Wave와 Wi-Fi 네트워크. 보안 시스템부터 스마트 가전제품, 조명 및 차고문 개폐 장치까지, 두 네트워크 모두 거의 모든 전자 장치에 연결하는 데 사용할 수 있습니다..
집에 이미 기존 Wi-Fi 네트워크가 있는 경우, 추가 설정이나 비용이 필요하지 않습니다.. Wi-Fi 지원 홈 자동화 장치는 Z-Wave 지원 장치보다 저렴합니다., 너무 많은 장치가 Wi-Fi 네트워크에 동시에 연결되면 다양한 문제가 발생하지만.
Z-wave 시스템은 비용이 더 많이 듭니다, 하지만 Wi-Fi 신호와 상대적으로 다른 파장에서 작동하므로 간섭과 관련된 문제를 제거합니다..
Z-Wave를 사용하는 장치?
Z-wave 기술은 원래 스마트 홈의 무선 제어를 위해 설계되었습니다., 비즈니스 및 주거용 조명 제어에 집중. 일부 독립형 장치를 스마트 네트워킹 장치로 변경합니다., 따라서 무선 제어 및 모니터링이 용이합니다.. Z-Wave 기술은 연기 감지기에 광범위하게 사용됩니다., 리모콘, 조명 제어, 보안 및 기후 제어, 가전제품, 도어록, 및 보안 센서. 게다가, 또한 스마트 미터에서 가정용 HVAC 모니터링을 위한 데이터 소비율을 제공하는 데 사용할 수도 있습니다..
Z-Wave 기술은 얼마나 안전합니까??
Z-Wave 네트워크는 실제로 매우 안전합니다.. 모든 장치에 고유한 네트워크 ID를 할당합니다.. 제어 시스템마다 자동으로 제어되는 ID가 다르기 때문에, 외부 당사자는 장치를 제어할 수 없습니다..
추가 보안 수준이 필요할 때마다, 도어 잠금 장치 및 기타 보안 장치와 같은, Z-Wave는 더욱 발전된 AES128 암호화 기술을 사용하여 장치의 데이터를 보호하고 보호합니다.. Z-Wave AES 암호화 방법은 Z-Wave 네트워크에서 실행되는 대부분의 제품에서 사용됩니다..
Z-Wave 통신 프로토콜 소개
짧은 제어 데이터는 노드 단위 간에 일관되게 전송됩니다.. 아래에서 위로, 프로토콜은 5개 계층으로 분류됩니다.: 물리층, MAC 레이어, 전송 계층, 라우팅 계층, 및 애플리케이션 계층. MAC 계층의 역할은 다음과 같습니다., 유지하다, 장치 간의 무선 정보 연결을 종료합니다.. 전부, 프레임 검증을 수행합니다., 채널 액세스 제어, 시간대 관리를 예약합니다..
미디어 계층은 충돌 회피 메커니즘을 채택합니다. (CSMA 악어 CA) 데이터 전송의 신뢰성을 향상시키기 위한 캐리어 감지 다중 액세스. 또한 노드가 정보를 공유할 수 있을 때 다른 노드가 신호를 전송하는 것을 중지합니다.. 반면에, 전송 계층은 주로 노드 간에 일관된 데이터 브로드캐스트를 제공하는 데 사용됩니다.. 주요 역할은 다음과 같습니다.; 프레임 확인, 재전송, 흐름 제어, 및 프레임 검증.
라우팅 계층은 노드 간 데이터 프레임의 라우팅을 제어합니다.. 또한, 다양한 노드 간에 데이터 프레임이 반복적으로 전송될 수 있도록 보장합니다., 네트워크의 토폴로지를 스캔합니다., 라우팅 테이블을 유지 관리합니다.. 애플리케이션 계층은 Z-Wave 네트워크에서 명령 실행 및 암호 해독을 담당합니다.. 주요 역할은 다음과 같습니다.; HomeID 및 ID 없음 할당, 맨체스터 디코딩, 네트워크 컨트롤러 복제, 지시 인식, 수신 및 전송된 프레임에 대한 페이로드 제어.
Z-Wave 주파수 도입
물리 계층
Z-웨이브는 무선 기술 저금리 적용을 강조하는. 전송 속도는 9.6kbit/s에서 40Kbit/s 사이입니다.. 이전은 제어 명령을 전송하는 데 만족스럽습니다., 후자는 더욱 발전된 네트워크 보안 메커니즘을 제공할 수 있습니다.. 900MHz의 ISM 대역에서 유연한 작동 주파수 대역을 갖습니다., 908.42미국의 MHz, 유럽에서는 868.42MHz. 상대적으로 소수의 장치만이 이 대역에서 효과적으로 작동합니다..
Zigbee와 Bluetooth는 2.4GHz 대역을 사용합니다., 점점 붐비고 있는 곳, 그리고 침입은 불가피하다. 그러므로, Z-Wave 기술은 안정적인 통신을 보장합니다., 전력 소모율은 상대적으로 낮지만. 주파수 편이 키잉 기능이 통합되어 있습니다. (FSK) 스마트 홈 네트워크에 더 적합한 무선 통신 모드. 배터리로 구동되는 노드는 주로 절전 모드 상태로 유지됩니다., 자주 일어나는 곳, 수신해야 하는 정보가 있는지 모니터링하기 위해. 노드는 두 개의 일반 No를 사용합니다.. 7 최대 지속되는 배터리 10 연령.
애플리케이션의 장기적인 안정성을 보장합니다., 이를 통해 사용자는 반복적인 충전과 전기풀 교체에 대한 걱정을 피할 수 있습니다.. Z-Wave는 ZigBee보다 시스템이 덜 복잡하고 크기도 작습니다. 블루투스 네트워크. 작은 저장 공간이 필요합니다, 프로토콜은 간단합니다. 표준 Z-Wave 모듈의 프로토콜은 내장된 32KB 플래시 메모리에 의해 캡처됩니다., 동일한 ZigBee 모듈을 사용하려면 약 128KB가 필요합니다.. 블루투스에는 상대적으로 큰 모듈이 필요합니다.. 따라서, Z-Wave 모듈은 ZigBee 또는 Bluetooth 모듈보다 비용이 저렴합니다..
Z-Wave 네트워크는 최대를 지원합니다 4 수준의 경로를 가지며 다음과 같은 단일 기능을 갖습니다. 232 노드, ZigBee보다 훨씬 적습니다. 65,535. Z-Wave는 ZigBee에 비해 범용 애플리케이션에서 대규모 네트워크를 구축할 수 없습니다.. 또한, Z-Wave 네트워크는 가상 노드 기술을 사용하여 다른 종류의 네트워크와 통신할 수 있습니다..
MAC 계층
MAC 계층은 Z-wave 네트워크의 무선 매체를 제어합니다.. 맨체스터 코딩은 데이터 스트림에 의해 채택됩니다., 프레임 헤드로 구성되어 있습니다., 프레임 테일, 프레임 데이터, 및 이전 코드. 프레임 데이터는 전송 계층으로 전달되는 프레임 부분으로 구성됩니다.. 모든 정보는 리틀 엔디안 모드를 통해 전송됩니다..
MAC 계층은 무선 주파수에 대해 자율적이지만, 중간, 및 변조 기술, 정보를 수신할 때 맨체스터 인코딩 또는 디코딩된 비트 스트림에서 완전한 이진 신호 또는 프레임 데이터를 쉽게 얻을 수 있어야 합니다.. 8비트 데이터 블록은 데이터 전송에 사용됩니다.. 가장 중요한 비트 (MSB) 전송될 데이터의 첫 번째 Bit입니다.. 데이터는 DC 프리 신호를 얻기 위해 맨체스터에서 암호화됩니다..
MAC 계층에서는, 충돌 회피 메커니즘은 다른 노드가 데이터를 보낼 때 노드가 정보를 전송하는 것을 방지합니다.. 충돌 회피 메커니즘은 정보를 전송하지 않는 노드를 수신 모드로 전환하고 MAC 계층이 수신 단계에 있는 경우 통신을 일시 중단하는 방식으로 구현됩니다.. 모든 종류의 노드에는 활성 충돌 방지 메커니즘이 있습니다.. 매체가 사용 중일 때마다 프레임 전송은 항상 몇 밀리초씩 지연됩니다..
CSMA/CA는 MAC 충돌 방지 메커니즘의 핵심을 형성합니다.. CSMA/CA는 세 가지 메커니즘으로 구성됩니다.; 프레임 간 간격, 통신사 청취, 및 임의 백오프. 모든 노드는 Carrier Sense Multiple Access의 분산 액세스 알고리즘을 사용합니다. (CSMA) 채널이 정확하게 전송을 달성할 수 있도록 완전히 완성합니다.. ACK (승인) CSMA/CA 모드에서는 메커니즘 또는 두 번 핸드셰이크 메커니즘이 사용됩니다.. 수신자가 올바른 프레임을 얻을 때마다 ACK 프레임이 즉시 전송됩니다.. 송신자가 승인 프레임을 수신하면 프레임이 성공적으로 전송됩니다..
프레임 간격이 미디어 유휴 시간보다 작거나 같을 때 데이터는 지연 전송으로 전송됩니다.. 캐리어 청취 메커니즘은 CSMA/CA의 기초를 형성합니다.. 물리적 캐리어 모니터링은 안테나의 유효한 신호를 감지하여 물리적 계층에서 수행됩니다.. 유효한 신호가 감지되면 물리적 캐리어 모니터링이 채널이 사용 중인 것으로 간주했음을 나타냅니다.. 게다가, MAC 캐리어 모니터링은 MAC 프레임의 상호 강성 도메인을 감지하여 MAC 계층에서 수행됩니다..
유휴 채널이 있을 때만 정보가 방송됩니다.. 사용 중인 채널은 공유된 미디어 간의 충돌을 피하기 위해 채널이 다시 감지되는 백오프 알고리즘을 실행합니다.. 여러 노드가 매체를 기다리고 있습니다.. 모든 노드는 매체가 유휴 상태일 때 데이터를 보냅니다., 따라서 여러 충돌이 발생합니다.. 따라서, CSMA/CA는 임의 백오프 시간을 사용하여 모든 노드의 프레임 전송을 제어합니다..
전송 계층
전송 계층은 노드 간에 신뢰할 수 있는 데이터를 전송하는 데 사용됩니다.. 프레임 검증으로 구성됩니다., 흐름 제어, 재전송, 그리고 프레임 확인. 게다가, 전송 계층은 세 가지 유형의 프레임으로 구성됩니다.. 그들은;
유니캐스트 프레임 – 특정 노드로 전달됩니다.. 유니캐스트 프레임은 대상 노드가 프레임을 효과적으로 수신하면 ACK 응답 프레임으로 응답합니다.. 반면에, 유니캐스트 프레임은 손상되거나 손실되면 다시 전송됩니다.. 재전송 프레임은 다른 시스템과의 충돌을 피하기 위해 임의의 지연이 발생합니다.. 예상치 못한 지연은 전송된 프레임의 최대 길이와 응답 프레임을 얻는 데 걸리는 시간에 따라 항상 일정해야 합니다.. 유니캐스트 프레임은 신뢰할 수 있는 전송이 필요하지 않은 시스템에서 응답 메커니즘을 선택적으로 끌 수도 있습니다.. 응답 프레임은 길이가 O인 데이터 필드를 갖는 Z-Wave 네트워크의 일종의 유니캐스트 프레임입니다..
멀티캐스트 프레임 – 멀티캐스트 프레임은 노드에서 네트워크로 전송됩니다. 1 에게 232. 멀티캐스트 프레임 대상은 개별 프레임을 모든 노드에 전송하지 않고 모든 대상 노드를 지정합니다.. 멀티캐스트 프레임은 적극적으로 응답하지 않기 때문에 안정적인 통신이 필요한 시스템에서는 사용할 수 없습니다.. 멀티캐스트 프레임에 신뢰성이 필요한 경우, 유니캐스트 프레임은 이를 따라야 합니다..
브로드캐스트 프레임 – 브로드캐스트 프레임이 모든 네트워크 노드로 전송됩니다.. 프레임이 어떤 노드로부터도 응답을 받지 못합니다.. 멀티캐스트 프레임과 유사, 안정적인 통신이 필요한 시스템에서는 브로드캐스트 프레임을 사용할 수 없습니다.. 게다가, 브로드캐스트 프레임에 신뢰성이 필요한 경우에는 브로드캐스트 프레임 뒤에 유니캐스트 프레임이 와야 합니다..
Z-Wave 솔루션
프린터와 같은 장치, 데스크탑, 노트북, 전자레인지는 사용하지 않을 때에도 전력을 소모합니다., 따라서 거의 대표 20% 가정의 모든 월간 에너지 요금 중. 집 밖으로 나갈 때 온도 조절 장치를 끄는 것이 끊임없이 어렵습니다.. Z-Wave 제품은 매일 집에서 에너지와 비용을 절약하도록 제작되었으므로 신속하게 환경 친화적으로 전환하는 데 도움이 될 수 있습니다..
Z-wave 제품은 응집력을 통해 상호 작용한다는 점에서 나머지 제품과 다릅니다. 메쉬 네트워크 단일 휴대용 애플리케이션을 통해 모든 장치에 대한 액세스 및 연결을 허용하는. 스마트 홈 전체를 세심하게 관리하는 애플리케이션 사용, 거의 모든 위치에서 1초 이내에 더 많은 에너지를 소비하는 모든 장치를 끌 수 있습니다.. Z-Wave 기술을 사용하여 가정의 에너지 비용을 최소화할 수 있는 몇 가지 방법은 다음과 같습니다.;
- 스마트 조명 – 모두가 자리를 비울 때 조명이 전력을 소모하는 것을 방지하기 위해 움직임을 감지하는 조명으로 전환. 시간대에 따라 자동으로 조명이 켜지고 꺼지는 조명 프로그램을 설정할 수 있습니다.. 추가적으로, 조도 센서를 사용하여 조명의 밝기를 자동으로 조정할 수 있습니다.
- 스마트 온도 조절기 - 휴대폰을 사용하여 스마트 온도 조절기를 제어할 수 있습니다.. 집을 비울 때 효율적으로 에너지를 절약하고 집에 오기 전에 자동으로 켜질 수 있습니다.. 창문을 열면 자동으로 꺼지는 스마트 온도조절기, 따라서 불필요한 에너지가 사용되지 않는지 확인하십시오.. 이 온도 조절 장치는 스마트 허브의 온도 설정에 따라 기계적으로 자체 조절됩니다., 따라서 사용자는 온도 조절 장치를 켜고 끄는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다..
- 스마트 플러그 – 스마트 플러그는 Z-Wave 네트워크를 사용하며 외부에 염색된 링을 제공하고 에너지 사용량에 따라 색상이 변경되어 사용자가 사용량을 모니터링할 수 있습니다.. 에너지 사용량이 과로할 때마다 스마트 플러그가 자동으로 꺼집니다.. 에너지 낭비 장치 및 모든 전력 소모 기술 제품은 스마트 플러그를 사용하여 사용하지 않을 때 전원을 꺼서 제어할 수 있습니다..
Z-Wave의 역사
Z-wave 기술은 Zensys로 알려진 덴마크 회사에서 개발되었습니다.. 두 명의 덴마크 엔지니어가 1990년대 후반에 회사를 설립했습니다.. Zensys는 홈 자동화 솔루션 개발에서 기술 커뮤니케이션 제공업체로 성장했습니다.. 이 회사는 상호 운용 가능한 제어를 위한 솔루션을 설계하는 기업에 기술 지원을 제공합니다.. 전 세계 공급업체는 Z-wave 기술의 상호 운용성과 신뢰성을 인정합니다., 이를 통해 가장 큰 호환 생태계를 구축합니다..
Zensys 회사는 최초의 하드웨어를 시장에 출시했습니다. 2003. 표준 트랜시버와 마이크로컨트롤러를 결합했습니다. (아트멜). 이 하드웨어 플랫폼의 확장은 후속 칩 세대의 성장으로 이어졌습니다. 100 (2003), 200 (2005), 300 (2007), 400 (2009) 그리고 최신 500 (2012).
Z-Wave 역사상 또 다른 이정표가 실현되었습니다. 2005 결성 이후 Z-웨이브 얼라이언스. 이번 제휴는 Z-Wave 기술과 호환되는 제품을 생산하는 기업을 모으는 것을 목표로 합니다.. 에 의해 2008, ~ 위에 100 제조회사들이 동맹에 합류했다. Z-Wave Alliance는 표준을 개선하고 무역 박람회와 같은 글로벌 판촉 행사를 관리하기 위해 점점 더 많은 노력을 기울이고 있습니다..
Z-Wave 컨소시엄은 Z-Wave 프로토콜을 기반으로 여러 장치의 상호 운용성을 유지하는 일도 담당합니다.. 이는 Z-Wave 로고가 고정된 장치가 3 Z-Wave Alliance의 요구 사항. 이러한 요구 사항은; 뛰어난 효율성, 통신 프로토콜 사양 준수, 신뢰할 수 있는 사용자 경험.
Z-Wave 제품 시장 현황
미국 시장은 Z-wave 제품의 최대 타겟입니다.. 위에 70% Z-Wave 제품을 사용하는 사용자 중 미국 출신, 반면 다른 25% 유럽에 있고 5% 중국에 본사를 두고 있습니다. 미국은 비교적 선진국이기 때문에, 국내의 많은 사람들이 Z-Wave 기술을 즉시 채택했습니다.. 이는 미국 도시의 대부분의 주택이 크기 때문입니다.; 그래서 한 방에서 다른 방으로 이동하는 것이 어렵습니다., 불을 끄다.
게다가, 미국은 큰 나라이기 때문에, 안전이 최우선 관심사입니다; 따라서 그들은 매우 성숙한 보안 시스템 서비스를 보유하고 있습니다.. 보안 기업에서, 전체 체인의 하류 및 상류 보안이 완벽합니다., 건축물 여부와 상관없이, 제품, 또는 판매 후 서비스. 이를 바탕으로, 스마트 홈 시스템은 보안 기업의 중요한 제정을 향상시킬 수 있습니다. 미국에 거주하는 사람들이 이 새로운 기술을 집에 기꺼이 받아들이기 때문에 스마트 홈은 미국에서 더 널리 퍼져 있습니다..
