Wi-Fi、ZigBee、藍(lán)牙以及Z-Wave都是短距離無(wú)線通信技術(shù)，它們都有各自技術(shù)特色與優(yōu)勢(shì)。Wi-Fi和藍(lán)牙是我們非常熟悉的通信協(xié)議，而Z-Wave與ZigBee是目前兩種在智能家居領(lǐng)域應(yīng)用面較為廣泛的無(wú)線通信協(xié)議。

短距離無(wú)線通信技術(shù)

第四期：Z-Wave

什么是Z-Wave？

Z-Wave最初是由丹麥公司Zensys所主導(dǎo)，并于2002年進(jìn)入美國(guó)，2005年成立了Z-Wave聯(lián)盟（雖沒(méi)有ZigBee聯(lián)盟強(qiáng)大），但聯(lián)盟目前已擁有上百位企業(yè)會(huì)員單位。Z-Wave與Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee一樣，是一種無(wú)線通信協(xié)議，是一種基于射頻的、低功耗、低成本、高可靠的技術(shù)，專注于智能家居設(shè)備中的連接。

2019年底，Z-Wave技術(shù)的擁有者Silicon Labs（芯科科技）與Z-Wave聯(lián)盟共同宣布開(kāi)放Z-Wave規(guī)范，使其成為一項(xiàng)已核準(zhǔn)的多源無(wú)線通信協(xié)議。許多智能設(shè)備都支持基于Z-Wave標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議相互通信。就市場(chǎng)占有率而言，Z-Wave在歐美普及率比較高。目前，全球已部署的Z-Wave設(shè)備超1億臺(tái)，并且擁有超3000款認(rèn)證產(chǎn)品，尤其是思科（Cisco)和英特爾（intel）的加入，強(qiáng)化了Z-Wave在智能家居領(lǐng)域的地位，可以說(shuō)在未來(lái)智能家居市場(chǎng)Z-Wave具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?br />

Z-Wave的基本規(guī)格

標(biāo)準(zhǔn)：Z-Wave Alliance ZAD12837/ITU－TG.9959

頻率：900MHz （ISM）

范圍：30m（有效覆蓋）

數(shù)據(jù)速率：9.6kbps、40kbps或100kbps

Z-Wave無(wú)線協(xié)議技術(shù)特點(diǎn)

與Wi-Fi相比，Z-Wave的功耗低得多，但范圍比藍(lán)牙更大，理論上通信距離可達(dá)200m，適合窄帶寬應(yīng)用場(chǎng)合。Z-Wave使用低能耗無(wú)線電波在設(shè)備之間進(jìn)行通信。

（1）功耗低，適合內(nèi)置電池的低能耗設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間使用。

（2）傳輸范圍大，傳輸距離長(zhǎng)。

（3）可盡量避免各個(gè)設(shè)備間的干擾問(wèn)題。

（4）支持設(shè)備聯(lián)動(dòng)，可以控制多達(dá)232個(gè)設(shè)備。

（5）具備安全層，提供密鑰機(jī)制。

不過(guò)，Z-Wave也存在一些缺點(diǎn)，如傳輸速率較低，不適合于帶寬密集型應(yīng)用（音頻/視頻等傳輸）；采用單信道傳輸數(shù)據(jù)，自我修復(fù)能力和抗干擾能力略低于ZigBee協(xié)議等。另外，模塊價(jià)格高于ZigBee，且頻段和標(biāo)準(zhǔn)限制嚴(yán)格，因此國(guó)內(nèi)主流品牌的智能家居產(chǎn)品使用Z-Wave的較少。

Z-Wave如何工作？

Z-Wave采用的是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式，使用低耗能無(wú)線電波實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信。Z-Wave可在800-900MHz的無(wú)線電頻率范圍內(nèi)工作，與ZigBee的工作頻率為2.4GHz（Wi-Fi的主要頻率）不同，Z-Wave分別使用908.42MHz與868.42 MHz低頻頻段，避免了Wi-Fi、藍(lán)牙以及ZigBee無(wú)線信號(hào)的干擾。

Z-Wave設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際頻率取決于使用該設(shè)備的國(guó)家或地區(qū)。例如，在美國(guó)使用908.40MHz、908.42MHz和916MHz；而英國(guó)和歐洲使用868.40MHz、868.42MHz和869.85MHz。

在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備必須連接到中央集線器（通常是路由器或其他訪問(wèn)點(diǎn)），而Z-Wave設(shè)備則是全部鏈接在一起以形成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)閆-Wave是蜂窩協(xié)議，所以單個(gè)連接的智能家居設(shè)備只需要一個(gè)足夠強(qiáng)的無(wú)線信號(hào)就可以與網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備進(jìn)行通信。Z-Wave聯(lián)盟表示，任何Z-Wave集線器都應(yīng)該能夠控制任一Z-Wave設(shè)備，這使得集成多個(gè)Z-Wave設(shè)備變得更加容易。

Z-Wave技術(shù)在設(shè)計(jì)之初就定位于智能家居無(wú)線控制領(lǐng)域，因此，其主要應(yīng)用于智能家居和小型商業(yè)建筑監(jiān)控等領(lǐng)域。Z-Wave設(shè)備必須經(jīng)過(guò)認(rèn)證才能工作，未建立國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。但因其功耗低于藍(lán)牙，且支持Z-Wave的智能家居設(shè)備比采用Wi-Fi或藍(lán)牙的設(shè)備響應(yīng)速度要更快，傳輸速率低，非常適合傳感器、智能燈、智能門鎖等不需傳輸大量信息的智能設(shè)備。