Wie <tc>Z-Wave</tc> Controller & Geräte funktionieren

Wie Z-Wave Funktionieren Controller und Geräte?

Z-Wave ist eine hocheffiziente drahtlose Hausautomationstechnologie. Die Netzwerkgeräte kommunizieren miteinander, sodass Sie alle Aspekte Ihres automatisierten Zuhauses einfach verwalten können. Ihre Heizung, Sicherheitssysteme und Beleuchtung können Sie jederzeit und überall steuern.

Z-Wave ist außerdem sehr vielseitig, es steht eine große Auswahl an Geräten zur Verfügung, die allen Ihren Anforderungen gerecht werden, und Sie können Ihr System so klein oder so groß gestalten, wie Sie möchten.

Z-Wave Gerätegrundlagen

Der Z-Wave Das System besteht aus drei Schichten: Funk, Netzwerk und einer Anwendungsschicht.

Diese drei Schichten arbeiten zusammen, um ein robustes und zuverlässiges Netzwerk zu schaffen, das es zahlreichen Knoten und Geräten ermöglicht, gleichzeitig miteinander zu kommunizieren.

Im Großteil 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, Meldegeräte Sensoren und gesteuerte Geräte Aktoren. Obwohl es Hunderte von Z-Wave Die auf dem Markt erhältlichen Geräte lassen sich fast alle in eine dieser Funktionsgruppen einordnen:

• Controller - Geräte, die andere steuern Z-Wave Geräte
  • Fernbedienungen - Universalfernbedienung (mit IR) oder dedizierte Z-Wave Fernbedienung mit Sondertasten für Netzwerkfunktionen, Gruppen- und/oder Szenensteuerung
  • USB-Sticks und IP-Gateways für den Zugriff von PC-Software Z-Wave Netzwerke. Gateways ermöglichen auch den Fernzugriff über das Internet
• Sensoren - Geräte, die Informationen durch Senden eines digitalen oder analogen Signals melden
  • Analoge Sensoren – messen Parameter wie Temperatur, Feuchtigkeit und Gaskonzentration
  • Digitale Sensoren – Tür-/Glasbruch, Bewegungsmelder und Hochwasserwarnung
• Aktuatoren - Geräte, die digitale (Ein/Aus bei einem elektrischen Schalter) oder analoge Signale (0 % … 100 % bei einem Dimmer oder einer Jalousiesteuerung) schalten
  • Elektrische Schalter – Steckmodule für Wandsteckdosen oder direkter Ersatz für herkömmliche Wandschalter (digital)
  • Elektrische Dimmer – Steckmodule oder Ersatz für herkömmliche Wandschalter/Dimmer (analog)
  • Motorsteuerung - Öffnen oder Schließen einer Tür, eines Fensters oder einer Jalousie oder eines Rollladens (analog oder digital)
  • Elektrische Anzeige - bietet visuelles Feedback oder eine Warnung wie eine Sirene, LCD Panel usw. (digital)
  • Thermostatsteuerungen – TRVs (Thermostat-Heizkörperventile) oder Fußbodenheizungssteuerungen (analog oder digital)

Z-Wave bietet eine große Auswahl an unterschiedlichen Geräten für alle Anwendungsbereiche

Befehlsklassen

Die gesamte Kommunikation innerhalb der Z-Wave Das Netzwerk ist in folgende Bereiche gegliedert:Befehlsklassen'. Befehlsklassen sind Gruppen von Befehlen und Antworten, die sich auf eine bestimmte Funktion eines Geräts beziehen.

Beispiele für verschiedene Befehlsklassen

Ein normaler Ein-/Ausschalter wird als Binärschalter bezeichnet. Die Grundfunktion eines Binärschalters ist das Ein- und Ausschalten. Mit einem Z-Wave System ist es auch möglich, den Status des Schalters zu kennen, daher sind auch eine Statusanforderungsfunktion und eine Statusberichtsfunktion erforderlich.

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

• Binärschalter – SATZ: wird von einem Controller an den Schalter gesendet, um den Schalter ein- oder auszuschalten
• Binärschalter – ERHALTEN: wird vom Controller an den Switch gesendet, um einen Bericht über den Schaltzustand anzufordern
• Binärschalter – BERICHT: vom Schalter zurück an die Steuerung gesendet als Antwort auf den Binärschalter – ERHALTEN Befehl.

Diese drei Befehle und Antworten werden gruppiert und als Befehlsklasse 'Binärschalter' bezeichnet. Wenn ein bestimmter Z-Wave Wenn das Gerät die Befehlsklasse „Binärschalter“ unterstützt, sollte es mit allen folgenden Befehlen umgehen können:

• Versteht die SATZ Befehl und stellen Sie den Schalter entsprechend ein
• Kann empfangen eine ERHALTEN Befehl und antworten Sie mit einem korrekt formatierten Berichtsbefehl

Die Command-Klasse – Basic

Befehlsklassen repräsentieren die Funktionen eines bestimmten Z-Wave Gerät. Jeder Gerätetyp unterstützt unterschiedliche Befehlsklassen – Schalter, Dimmer, Thermostate usw. verwenden alle unterschiedliche Befehlsklassen.

Um sicherzustellen, Z-Wave Geräte können miteinander kommunizieren, auch wenn sie die spezifische Funktion des anderen Geräts nicht kennen. Es gibt eine spezielle Befehlsklasse namens „Basic“.

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

• SATZ - einen Wert zwischen 0 und 255 einstellen (#0x00 …0xff)
• ERHALTEN - Bitten Sie das Gerät, einen Wert zu melden
• BERICHT - Antwort auf die ERHALTEN Befehl, der einen Wert zwischen 0 und 255 (0x00 … 0xff) meldet

Das einzigartige Merkmal des „Basic' Befehlsklasse ist, dass jedes Gerät die 'Basic'-Befehle, abhängig von der spezifischen Funktionalität des Geräts.

Zum Beispiel:

• Ein Binärschalter schaltet sich beim Empfang eines Wertes von 255 ein und beim Empfang eines Wertes von 0 aus
• Ein Thermostat kann bei einem Wert von 0 in den Komforttemperaturmodus und bei jedem anderen Wert in den Energiesparmodus wechseln.
• Ein Temperatursensor gibt einen Basisbericht aus und sendet einen ganzzahligen Temperaturwert
• Ein Türsensor sendet entweder einen Wert = 0, wenn die Tür geschlossen ist, oder einen Wert von 255, wenn die Tür geöffnet ist.

Grundlegende Befehlsklasse

Die Basiskommandoklasse ist der kleinste gemeinsame Nenner aller Z-Wave Geräte. Jeder Z-Wave Gerät unterstützt die 'Basic' Befehlsklasse.

Geräteklassen

Um die Interoperabilität zwischen verschiedenen Z-Wave Geräte von verschiedenen Herstellern, jedes Gerät muss bestimmte klar definierte Funktionen über und über die 'Basic' Befehlsklasse.

Diese Anforderungen werden als „Geräteklassen'. Eine Geräteklasse bezieht sich auf ein typisches Gerät und definiert, welche Befehlsklassen es zwingend unterstützen muss.

Geräteklassen sind in einer dreischichtigen Hierarchie organisiert:

• Jedes Gerät muss einer Basisgeräteklasse angehören
• Geräte können weiter spezifiziert werden, indem sie einer generischen Geräteklasse zugeordnet werden
• Weitere Funktionalitäten können durch die Zuordnung des Gerätes zu einer bestimmten Geräteklasse definiert werden

Grundlegende Geräteklasse

Der 'BasicDie Geräteklasse „“ definiert ein Gerät einfach als Controller, Slave oder Routing-Slave. Daher gehört jedes Gerät zu einer grundlegenden Geräteklasse.

Generische Geräteklasse

Der 'GenerischDie Geräteklasse „“ definiert die grundlegende Funktionalität, die die Geräte als Controller oder Slave unterstützen.Aktuell 'Generisch' Geräteklassen sind:

• Allgemeiner Controller (GENERIC_CONTROLLER)
• Statischer Controller (STATIC_CONTROLLER)
• Binärschalter (BINARY_SWITCH)
• Mehrstufiger Schalter (MULTI_LEVEL_SWITCH)
• Binärsensor (BINARY_SENSOR)
• Mehrebenensensor (MULTILEVEL_SENSOR)
• Meter (METER)
• Eingabecontroller (ENTRY_CONTROL)
• Thermostat (THERMOSTAT)
• Jalousiesteuerung (WINDOW_COVERING)

Spezifische Geräteklasse

Zuweisen eines 'Spezifisch' Geräteklasse zu einem Z-Wave Gerät ermöglicht es, seine Funktionalität weiter zu spezifizieren. Jedes 'Generisch' Geräteklasse bezieht sich auf eine Reihe spezifischer Geräteklassen. Sie können sich für die Zuordnung einer bestimmten Geräteklasse entscheiden, dies ist jedoch nur dann sinnvoll, wenn das Gerät tatsächlich alle Funktionen einer ' unterstützt.Spezifisch' Geräteklasse.

'SpezifischZu den Geräteklassen gehören:

• Rücksetzthermostat (SETBACK_THERMOSTAT) - spezifische Geräteklasse der generischen Geräteklasse „Thermostat“
• Mehrstufiger Netzschalter (MULTILEVEL_POWER_SWITCH) – spezifische Geräteklasse der generischen Geräteklasse Multi Level Switch

Falls die Z-Wave Gerät ist einem 'Spezifisch' Geräteklasse, es ist erforderlich, eine Reihe von Befehlsklassen als Funktionen dieser ' zu unterstützen.Spezifisch' Geräteklasse.

Diese erforderlichen Befehlsklassen heißen „Obligatorische Befehlsklassen' und sind individuell für bestimmte generische und spezifische Geräteklassen.

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

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

Optional empfohlene und obligatorische Befehlsklassen innerhalb einer Geräteklasse

Der 'Basic', 'Generisch' und, falls verfügbar, 'Spezifisch' Geräteklassen werden vom Gerät während Aufnahme, unter Verwendung eines „Node Information Frame“.

Neben den Geräteklassen werden im Node-Informationsrahmen auch alle optionalen Befehlsklassen des enthaltenen Geräts bekannt gegeben. Mit dieser Ankündigung kann ein Controller ein enthaltenes Gerät steuern und verwenden. Z-Wave Gerät entsprechend seiner Funktionalität.

A Z-Wave Gerät arbeitet nach der Z-Wave Standard, wenn:

• Es gehört zu einem 'Basic' und ein 'Generisch' Geräteklasse und kann diese Klassen auf Anfrage mithilfe eines Node Information Frame melden
• Es unterstützt alle 'Obligatorisch' Befehlsklassen
  • 'Basic' Und 'Generisch' Befehlsklassen - Senden von Befehlen und Berichten sowie Akzeptieren und Ausführen von Befehlen gemäß der Spezifikation
  • 'Spezifisch' Geräteklasse (falls ausgewählt) - alle weiteren 'Obligatorisch' Befehlsklassen dieser spezifischen Geräteklasse müssen unterstützt werden
• Falls optionale Befehlsklassen implementiert werden, müssen diese Befehlsklassen auf Anfrage im Node Information Frame angekündigt und entsprechend der Z-Wave Befehlsklassenspezifikationen.

Z-Wave definiert eine breite Palette von Befehlsklassen, die nahezu jeden Aspekt der Heimautomatisierung und -steuerung abdecken. Dennoch möchten Hersteller möglicherweise weitere Funktionen implementieren, die in einer Befehlsklassenspezifikation nicht bereits definiert sind.

Die Befehlsklasse 'Proprietäre Funktion' ist definiert, um diese Bedürfnisse abzudecken. Ein 'Proprietäre Funktion' würde es einem Hersteller ermöglichen, bestimmte Funktionen zu implementieren, die dann nur von anderen Geräten verwendet werden können, die diese proprietäre Funktion unterstützen.

Die Verwendung eines „Proprietäre Funktion' unterliegt der Genehmigung durch die Z-Wave Alliance-Zertifizierungsstelle und erfordert eine umfangreiche Dokumentation. Bisher nutzen nur sehr wenige Geräte diese Funktion. Neue Anforderungen führen in der Regel früher oder später zu einer Änderung des bestehenden Standards, wodurch diese Funktion zum offiziellen Standard wird und proprietäre Erweiterungen obsolet werden.

Geräteauswahl - Controller

Die Auswahl der Geräte richtet sich immer nach der gewünschten Funktionalität des Netzwerks. Ein Netzwerk besteht immer entweder aus einer zentralen Fernbedienung oder einem zentralen statischen (ortsfesten) Gateway, beispielsweise einem IP-Gateway oder als Software auf einem PC.

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

Die Verwendung einer Fernbedienung (Mobilfunk) als einzige Steuerung für ein Z-Wave Netzwerk wird nur empfohlen, wenn:

• Es sind nur wenige Geräte zu steuern (weniger als zehn)
• Es sind keine batteriebetriebenen Geräte im Netzwerk
• Es sind keine zeitabhängigen Funktionen wie das Schließen der Jalousien zu einer bestimmten Tageszeit erforderlich

Auswahl der Geräte - Slaves

Tragbare Dimmer und Schalter, auch „Smart Plugs“ oder „Steckdosenstecker“ genannt, sind einfach auszuwählen. Sie müssen lediglich prüfen, ob die maximale Schaltleistung (Last) des Geräts für Ihr Gerät geeignet ist.

Die Wahl der Wandschalter basiert in der Regel auf dem ästhetischen Design, so dass es vorhandene Schalter oder Dekor ergänzt. Die meisten Schalter haben das gleiche Industriestandard-Design wie andere Wandsteckdosen, Wandschalter, Antennen, Telefonbuchsen und Ethernet Steckdosen.

Es ist auch möglich, vorhandene „Standard“-Schalter in Z-Wave Schalter durch die Installation eines speziellen Einsatzes. Überprüfen Sie jedoch vor dem Kauf die Tiefe der Unterputzdose.

Z-Wave – Die Zukunft des Energiesparens im Haushalt

Z-Wave Die Heimautomatisierung bietet Ihnen zahlreiche Möglichkeiten, Ihr System so zu personalisieren, dass es Ihren Anforderungen entspricht.

Und durch den Einsatz eines zentralen statischen Controllers wie dem VERA, können Sie alle diese Anweisungen einfach vorprogrammieren. VERA steuert Lampenmodule, Thermostate, Unterputz-Lichtschalter, Steckdosenleisten, Alarmsensoren, Garagentoröffner, Jalousien und Heimkinolösungen.

Das System kann Heizung und Beleuchtung automatisch ändern, wenn Sie zur Arbeit gehen, oder Sie können in den Urlaub fahren, ohne sich Gedanken darüber zu machen, ob Sie das Licht im Badezimmer angelassen oder den Thermostat heruntergedreht haben.

Z-Wave ist eine unglaublich vielseitige Technologie, die von zahlreichen Herstellern unterstützt wird. Z-Wave Wenn Sie sich heute für ein System entscheiden, können Sie sicher sein, dass es mit Ihren Anforderungen wächst und Ihnen viele Jahre lang hervorragende Dienste leistet. Weitere Informationen zu Z-Wave Vorteile gibt es in Was ist Z-Wave.

Vesternet ist Europas führender Spezialist für Heimautomation und bietet die größte Auswahl an Z-Wave Produkte.