什么是Z-Wave,技术特点,各国支持的频段

2023-12-13 06:17:11

1.1 背景
? ? ? ? Z-Wave是一种无线通信的协议,主要应用于智能家居网络,而其Z-Wave联盟主要是推动家庭自动化领域采用Z-Wave协议,其联盟成员都是智能家居领域非常有名的厂商,基本上覆盖了全球。

2.1??技术特点
? ? ? ?低功耗、高可靠、根据不同的选型适于短距离、长距离方案的无线通信技术.工频908.42MHz使用在美国、工频868.42MHz使用在欧洲等国家,采用调制方式有FSK、BFSK、GFSK,短距离数据传输速率一般为9.6 kbps,长距离一般为100Kbps。距离方面,内置天线方式,短距离方案信号有效覆盖范围在100m左右,长距离方案一般为300~500米。

? ? ? ?Z-Wave技术设计之初,就是定位于智能家居的无线控制领域,技术设计用于楼宇控制以及状态读取应用,例如抄表、家电方面控制、智能安防等。Z-Wave它可以把独立的设备转成智能网络设备,来实现无线控制和监测. Z-Wave技术在最初设计时,就定位于智能家居无线控制领域.

2.1 ?参数介绍
2.1.1 Z-Wave网络结构特点
(1)每一个Z-Wave网络都是拥有独立的网络地址HomeID.
(2)网络内每个节点的地址NodeID,都有由控制节点Controller分配.
(3)包括控制节点在内的每个网络最多容纳232个节点Slave.
(4)主控制节点只有一个,子控制节点是可以有多个,所有网络内节点的分配,都是由主控制节点负责,其他控制节点只负责转发主控制节点的命令.
(5)短延时,网络中设备的激活时间一般只有5ms.
(6)抗干扰强,选用868、900MHz(ISM频段)、双向应答式机制,压缩帧格式、配合随机式的逆演算法来减少干扰及失真,从而防止邻道环境干扰.
(7)已入网的普通节点,所有控制节点都是可以控制。在通信距离以外的节点,可以通过控制器与受控节点之间的其他节点,以路由Routing转发的方式完成最终控制.

2.1.2 路由技术
(1)Z-Wave采用的是动态路由技术,每个Slave内部里都存有一个路由表,该路由表由Controller写入.
(2)当某Slave入网时,周边会存在其它Slave的NodeID.这样每个Slave是都知道周围是有哪些Slaves,而Controller存储了全部Slaves的路由信息.
(3)当Controller与受控Slave的覆盖距离超出最大控制覆盖时,Controller会调用最后一次正确控制该Slave的路径来发送命令,如该路径失败,则从第一个Slave开始再重新检索新的路径.

2.1.3 频段及速率

工作频点

速率

调制方式

备注

908.42MHz/908.4

868.42MHz/868.4

9.6Kbps

40Kbps/100Kbps

FSK频移键控

美规

欧规

可共存

BFSK/GFSK

说明

9.6Kbps一般用于传输控制命令,40Kbps应用于高级的网络安全机制传输,100Kbps应用长距离

2.1.4 五层协议
(1)物理层:负责物理媒体上信息的接收和发送
(2)MAC层:控制无线媒介.
(3)传输层:数据传输,主要有重输、帧校验、帧确认、流量控制等.
(4)路由层:路由控制一个节点向另—个节点的帧.
(5)应用层:译码、指令执行,主要有曼彻斯特译码、指令识别、分配Home ID和Node ID、实现网络中控制器的复制及控制传送、接收帧的有效荷载等.

2.1.5 规范参数

射频规范

速率

编码

最大数据包长度

备注

R1配置

9.6Kbps

曼彻斯特编码

64bytes

R2配置

40Kbps

不归零码

64bytes

R3配置

100Kbps

不归零码

170bytes

说明

最慢R1逐步不用

频率

3.1 不同国家和地区的Z-Wave使用频率表

序号

国家和地区

频点

说明

1

澳大利亚、新西兰

921.42MHz

2

巴西

921.42MHz

3

中国香港

919.42MHz

4

中国

868.42MHz

5

欧洲

868.42MHz

6

印度

865.22MHz

7

日本

922~926MHz

8

马来西亚

868.10MHz

9

俄罗斯

869.0MHz

10

新加波

868.42MHz

11

美国

908.42MHz

文章来源:https://blog.csdn.net/Aaron__Mo/article/details/134938166
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