Wie funktioniert Z-Wave-Controller & Geräte?

Wie funktionieren Z-Wave-Controller und -geräte?

Z-Welle ist eine sehr effiziente Wireless Home Automation-Technologie. Die Netzwerkgeräte kommunizieren miteinander miteinander, sodass Sie alle Aspekte Ihres automatisierten Zuhauses problemlos verwalten können. Ihr Heizsystem, Sicherheitssysteme und Lichter können alle so gesteuert werden und wenn Sie möchten.

Z-Welle ist auch sehr vielseitig, es gibt ein riesiges Angebot an Geräten, das alle erforderlichen Bedürfnisse erfüllen kann, und Sie können Ihr System so klein oder so groß machen, wie Sie möchten.

Grundlagen der Z-Wave-Geräte

Das Z-Wave-System hat drei Schichten; Radio, Netzwerk und eine Anwendungsschicht

Diese drei Ebenen arbeiten zusammen, um ein robustes und zuverlässiges Netzwerk zu erstellen, mit dem zahlreiche Knoten und Geräte gleichzeitig miteinander kommunizieren können.

Für den größten Teil dieses Artikels konzentrieren wir uns auf die Anwendungsschicht, die angibt, wie und warum zwei Knoten miteinander kommunizieren können.

In Z-Wave-Terminologie-Steuergeräte werden Controller genannt, Berichtsgeräte werden als Sensoren bezeichnet, und gesteuerte Geräte werden Aktuatoren bezeichnet. Obwohl es Hunderte von Z-Wave-Geräten auf dem Markt gibt, können fast alle in einer dieser Funktionsgruppen eingestuft werden:

• Controller - Geräte, die andere Z-Wave-Geräte steuern
  • Fernbedienung - Universal-Fernbedienung (mit IR) oder dedizierte Z-Wave-Fernbedienung mit speziellen Tasten für Netzwerkfunktionen, Gruppen- und / oder Szenensteuerung
  • USB-Sticks und IP-Gateways, um PC-Software zum Zugriff auf Z-Wave-Netzwerke zuzulassen. Gateways ermöglichen auch den Fernzugriff über das Internet
• Sensoren - Geräte, die Informationen berichten, indem Sie ein digitales oder analoge Signal senden
  • Analoge Sensoren - Messen Sie die Parameter wie Temperatur, Feuchtigkeit und Gaskonzentration
  • Digitale Sensoren - Tür- / Glasbrecher, Bewegungsmelder und Flutwarnung
• Aktuatoren - Geräte, die digital (Ein / Ausschalten für einen elektrischen Schalter) oder analoge Signale (0% ... 100% für einen Dimmer oder eine blinde Steuerung)
  • Elektrische Schalter - Plug-In-Module für Wandauslässe oder direkter Ersatz für traditionelle Wandschalter (digital)
  • Elektrische Dimmer - Plug-In-Module oder Ersatz für traditionelle Wandschalter / Dimmer (Analog)
  • Motorsteuerung - Öffnen oder schließen Sie eine Tür, Fenster oder Blinde oder ein venezianischer Blind (analog oder digital)
  • Elektrische Anzeige - Sende visuelle Rückmeldung oder eine Warnung, z. B. eine Sirene, ein LCD-Panel usw. (digital)
  • Thermostate steuert - TRVs (Thermostat-Kühlerventile) oder Fußbodenheizungssteuerungen (Analog oder digital)

Z-Wave bietet eine große Auswahl an verschiedenen Geräten für alle Arten von Anwendungen

Kommandoklassen

Die gesamte Kommunikation innerhalb des Z-Wave-Netzwerks ist in 'Kommandoklassen'. Befehlsklassen sind Gruppen von Befehlen und Antworten, die sich auf eine bestimmte Funktion eines Geräts beziehen.

Beispiele für verschiedene Befehlsklassen

Ein normaler Ein- / Aus-Schalter wird als Binärschalter bezeichnet. Die Grundfunktion eines binären Schalters ist ein- und auszuschalten. Mit einem Z-Wave-System ist es auch möglich, den Status des Switches zu kennen, sodass auch eine Statusanforderungsfunktion und eine Statusberichtsfunktion erforderlich sind.

Die Befehlsklasse für einen Binärschalter besteht aus drei verschiedenen Funktionsantworten, Befehlen oder Berichten.

• Binärschalter - EINSTELLEN: Von einem Controller an den Schalter gesendet, um den Ein- oder Ausschalten des Schalters zu drehen
• Binärschalter - BEKOMMEN: Von dem Controller an den Switch gesendet, um einen Bericht über den Schaltzustand anzufordern
• Binärschalter - PRÜFBERICHT: Als Antwort auf den Binärschalter vom Wechselschalter an den Controller gesendet - BEKOMMEN Befehl.

Diese drei Befehle und Antworten sind gruppiert und bezeichnet als Befehlsklasse 'Binärschalter'. Wenn ein bestimmtes Z-Wave-Gerät die Befehlsklasse 'Binärschalter' unterstützt, sollte es in der Lage sein, mit all diesen Befehlen umgehen zu können:

• Versteht das EINSTELLEN Befehl und setzen Sie den Schalter entsprechend ein
• In der Lage, ein zu erhalten BEKOMMEN Befehl und antworten Sie mit einem korrekt formatierten Berichtsbefehl

Die Kommandoklasse - Basic

Befehlsklassen stellen die Funktionen eines bestimmten Z-Wave-Geräts dar. Jeder Gerätetyp unterstützt unterschiedliche Befehlsklassen - Schalter, Dimmer, Thermostate usw. Alle verwenden verschiedene Befehlsklassen.

Um sicherzustellen, dass Z-Wave-Geräte miteinander kommunizieren können, wenn sie die spezifische Funktion des anderen Geräts nicht kennen, gibt es eine spezielle Befehlsklasse namens "Basic”.

Die 'Basic'Befehlsklasse besteht aus zwei Befehlen und einer Antwort:

• EINSTELLEN - Stellen Sie einen Wert zwischen 0 und 255 ein (# 0x00 ... 0xFF)
• BEKOMMEN - Bitten Sie das Gerät, einen Wert zu melden
• PRÜFBERICHT - Antwort auf die BEKOMMEN Befehl, Melden eines Werts zwischen 0 und 255 (0x00 ... 0xFF)

Das einzigartige Merkmal des 'Basic'Befehlsklasse ist, dass jedes Gerät das' 'interpretiert'Basic'Befehle abhängig von der spezifischen Funktionalität dieser Geräte.

Zum Beispiel:

• Ein Binärschalter schaltet sich ein, wenn Sie einen Wert 255 empfangen, und schalten Sie ihn aus, wenn Sie einen Wert von 0 empfangen
• Ein Thermostat kann sich beim Empfang von Wert = 0 und einen "energiesparenden" Modus für einen anderen Wert in einen "Energiesparmodus" ein
• Ein Temperatursensor ertönt einen Grundbericht und sendet einen ganzzahligen Temperaturwert
• Ein Türsensor sendet entweder einen Wert = 0, falls die Tür geschlossen ist oder ein 255, wenn die Tür geöffnet ist

Grundbefehlsklasse.

Die Basic-Befehlsklasse ist der niedrigste gemeinsame Nenner aller Z-Wave-Geräte. Jedes Z-Wave-Gerät unterstützt das 'Basic'Befehlsklasse.

Geräteklassen

Um die Interaktivität zwischen verschiedenen Z-Wave-Geräten von verschiedenen Herstellern zu ermöglichen, muss jedes Gerät bestimmte genau definierte Funktionen und darüber hinaus enthaltenBasic'Befehlsklasse.

Diese Anforderungen werden genanntGeräteklassen'. Eine Geräteklasse bezieht sich auf ein typisches Gerät und definiert definiert, welche Befehlsklassen, die obligatorisch sind, um zu unterstützen.

Geräteklassen werden in eine dreischichtige Hierarchie organisiert:

• Jedes Gerät muss zu einer grundlegenden Geräteklasse angehören
• Geräte können weiter festgelegt werden, indem sie einer generischen Geräteklasse zuweisen
• Weitere Funktionen können definiert werden, indem das Gerät einer bestimmten Geräteklasse zugewiesen wird

Grundgeräteklasse

Die 'Basic'Geräteklasse definiert einfach ein Gerät als Controller, Slave- oder Routing-Slave. Daher gehört jedes Gerät zu einer grundlegenden Geräteklasse.

Generische Geräteklasse

Die 'Generisch'Geräteklasse definiert die grundlegende Funktionalität, die die Geräte als Controller oder Slave unterstützen. Aktuell 'Generisch'Geräteklassen sind:

• General Controller (Generic_Controller)
• Statischer Controller (static_controller)
• Binärschalter (Binary_switch)
• Multi-Level-Switch (multi_level_switch)
• Binärer Sensor (binär_sensor)
• MULTILEVEL-SENSOR (MULTILEVEL_SENSOR)
• Meter (Meter)
• Eingabegeräte (Entry_Control)
• Thermostat (Thermostat)
• Fensterblindegler (Window_covering)

Spezifische Geräteklasse

A 'Spezifisch'Geräteklasse zu einem Z-Wave-Gerät ermöglicht es, seine Funktionalität weiter anzugeben. Jeder 'Generisch'Geräteklasse bezieht sich auf eine Reihe spezifischer Geräteklassen. Sie können sich dafür entscheiden, eine bestimmte Geräteklasse zuzuweisen, jedoch ist es nur sinnvoll, wenn das Gerät alle Funktionen von A 'unterstütztSpezifisch'Geräteklasse.

‘Spezifisch"Geräteklassen umfassen:

• Setback Thermostat (setback_thermostat) - spezifische Geräteklasse der generischen Geräteklasse "Thermostat"
• Multi-Level-Netzteil (Multilevel_Power_Switch) - spezifische Geräteklasse des generischen Geräteklasse-Multi-Level-Schalters

Falls das Z-Wave-Gerät einem 'Spezifisch'Geräteklasse, es ist erforderlich, ein Satz von Befehlsklassen als Funktionen davon zu unterstützen. "Spezifisch'Geräteklasse.

Diese erforderlichen Befehlsklassen werden genanntObligatorische Befehlsklassen'Und sind individuell zu bestimmten generischen und spezifischen Geräteklassen.

Über die obligatorischen Geräteklassen hinaus können Z-Wave-Geräte weitere optionale Befehlsklassen unterstützen.

Ein Z-Wave-Hersteller darf eine unbegrenzte Anzahl optionaler Geräteklassen implementieren. Wenn diese Geräteklassen jedoch implementiert sind, definiert der Z-Wave-Standard, wie diese Befehle und Funktionen unterstützt werden sollen.

Optional empfohlene und obligatorische Befehlsklassen innerhalb einer Geräteklasse

 

Die 'Basic’, ‘Generisch'Und falls verfügbar, "Spezifisch'Geräteklassen werden vom Gerät angekündigt Aufnahmemit einem 'Knoten Information Frame'.

Neben den Geräteklassen kündigt der Knoteninformationsrahmen auch alle optionalen Befehlsklassen des mitgelieferten Geräts an. Mit dieser Ankündigung kann ein Controller ein mitgeliefertes Z-Wave-Gerät entsprechend seiner Funktionalität steuern und verwenden.

 

Ein Z-Wave-Gerät arbeitet nach dem Z-Wave-Standard, wenn:

• Es gehört zu einem 'Basic' und ein 'Generisch'Geräteklasse und kann diese Klassen auf Anfrage mit einem Knoten-Informationsrahmen melden
• Es unterstützt alles 'Verpflichtend'Befehlsklassen
  • ‘Basic' und 'Generisch'Befehlsklassen - Senden von Befehlen und Berichten sowie Annahme und Ausführen von Befehlen entsprechend der Spezifikation
  • ‘Spezifisch'Geräteklasse (falls ausgewählt) - Alle zusätzlichen'Verpflichtend'Befehlsklassen dieser spezifischen Geräteklasse müssen unterstützt werden
• Falls optionale Befehlsklassen implementiert sind, müssen diese Befehlsklassen im Knoten-Informationsrahmen auf Anforderung angekündigt werden und müssen entsprechend den Z-Wave-Befehlsklassenspezifikationen unterstützt werden.

Z-Wave definiert eine Vielzahl von Befehlsklassen, die fast jeden Aspekt der Hausautomation und der Kontrolle abdecken. Trotzdem möchten Hersteller möglicherweise weitere Funktionen implementieren, die nicht bereits in einer Befehlsklassenspezifikation definiert sind.

Die Kommandoklasse 'Proprietäre Funktion'Ist definiert, um diese Anforderungen abzudecken. EIN 'Proprietäre Funktion"Würde es einem Hersteller ermöglichen, bestimmte Funktionen implementieren, die dann nur von anderen Geräten verwendet werden können, die diese proprietäre Funktion unterstützen.

Die Verwendung eines 'Proprietäre Funktion'Unterliegt der Genehmigung der Z-Wave-Allianz-Zertifizierungsstelle und erfordert umfangreiche Dokumentation. Bislang nutzen nur sehr wenige Geräte diese Funktion. Normalerweise ergeben sich neue Anforderungen früher oder später in einer Änderung des bestehenden Standards, wodurch dieser Funktionsteil des offiziellen Standards und alle proprietären Erweiterungen veraltet werden.

Auswahl von Geräten - Controller

Die Auswahl der Geräte basiert immer auf der gewünschten Funktionalität des Netzwerks. Ein Netzwerk besteht immer aus einer zentralen Fernbedienung oder einem zentralen statischen (festen Ort) -Gateway, beispielsweise ein IP-Gateway oder als Software auf einem PC.

Es wird empfohlen, einen statischen Controller für eine zuverlässige Z-Wave-Netzwerkinstallation zu verwenden.

Verwenden einer Remote-Steuerung (Mobile), da der einzige Controller für ein Z-Wave-Netzwerk nicht empfohlen wird, sofern nicht:

• Es gibt nur wenige Geräte, die kontrolliert werden (weniger als zehn)
• Keine batteriebetriebenen Geräte befinden sich im Netzwerk
• Es sind keine zeitabhängigen Funktionen wie das Schließen der Fensterjalousien zu einer bestimmten Zeit des Tages erforderlich

Auswahl von Geräten - Sklaven

Tragbare Dimmer und Switches, auch als "Smart Plugs" oder "Wall-Outlet-Plugs" bezeichnet, sind einfach zu wählen. Sie müssen nur überprüfen, ob die maximale Schaltkapazität des Geräts (Last) für Ihr Gerät geeignet ist

Die Wahl von Wandschalter basiert normalerweise auf dem ästhetischen Design, so dass er vorhandene Schalter oder Dekor ergänzt. Die meisten Switches verfügen über das gleiche Industrie-Standard-Design als andere Walladene, Wandschalter, Antenne, Telefonbuchsen und Ethernet-Auslässe.

Es ist auch möglich, vorhandene 'Standard-Standardschalter in Z-Wave-Switches, indem Sie einen speziellen Einsatz installieren. Überprüfen Sie jedoch die Patententiefe (Back Box) vor dem Kauf.

Z-Welle - Die Zukunft der Energieeinsparung im Zuhause

Die Z-Wave Home Automation bietet Ihnen eine Welt der Optionen, um Ihr System zu personalisieren, damit es das tun, was Sie brauchen.

Und mit einem zentralen statischen Controller wie dem Vera., können Sie alle diese Anweisungen problemlos programmieren. Vera steuert Lampenmodule, Thermostate, Wandlampenschaltern, Leistungsstreifen, Alarmsensoren, Garagentoröffner, Fensterjalousien und Heimkinolösungen.

Das System kann das Heiz- und Beleuchtung automatisch ändern, wenn Sie zur Arbeit gehen, oder Sie können ohne diese zweiten Gedanken in den Urlaub gehen. "Habe ich das Badezimmerlicht angelegt?" Oder "habe ich den Thermostat umdrehen?"

Z-Wave ist eine unglaublich vielseitige Technologie, die von zahlreichen Herstellern unterstützt wird. Starten eines Z-Wave-Systems Heute können Sie in dem Wissen sicher sein, dass es mit Ihren sich ändernden Anforderungen ausdehnt und Ihnen weiterhin einen fantastischen Service seit vielen Jahren gibt. Weitere Informationen zu Z-Wave-Vorteilen sind in verfügbar Was ist Z-Welle.

Vesternet ist der weltweit führende Hausautomations-Spezialist Europas, der die breiteste Palette von anbietet Z-Welle Produkte.

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