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

Wie geht das? Z-Wave Funktionieren Steuerungen und Geräte?

Z-Wave ist eine hocheffiziente drahtlose Hausautomatisierungstechnologie. Die Netzwerkgeräte kommunizieren miteinander und ermöglichen Ihnen so die einfache Steuerung aller Aspekte Ihres automatisierten Zuhauses. Heizung, Sicherheitssysteme und Beleuchtung lassen sich jederzeit nach Belieben steuern.

Z-Wave ist außerdem sehr vielseitig; es gibt eine riesige Auswahl an Geräten, die alle Ihre Bedürfnisse erfüllen können, 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 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 festlegt, wie und warum zwei Knoten miteinander kommunizieren können.

In Z-Wave Die Terminologie der Steuerungsgeräte wird als Controller bezeichnet, die Meldegeräte als Sensoren und die gesteuerten Geräte als Aktoren. Obwohl es Hunderte von Z-Wave Nahezu alle auf dem Markt erhältlichen Geräte lassen sich einer dieser Funktionsgruppen zuordnen:

• Controller - Geräte, die andere steuern Z-Wave Geräte
  • Fernbedienungen – Universalfernbedienung (mit Infrarot) oder dedizierte Fernbedienung Z-Wave Fernbedienung mit Spezialtasten für Netzwerkfunktionen, Gruppen- und/oder Szenensteuerung
  • USB-Sticks und IP-Gateways, um PC-Software den Zugriff zu ermöglichen 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, Luftfeuchtigkeit und Gaskonzentration
  • Digitale Sensoren – Tür-/Glasbruch-, Bewegungs- und Hochwasserwarnung
• Aktuatoren - Geräte, die digitale (Ein/Aus bei einem elektrischen Schalter) oder analoge Signale (0 % … 100 % bei einem Dimmer oder einer Jalousiensteuerung) 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, einer Jalousie oder eines Rollos (analog oder digital)
  • Elektrische Anzeige – visuelles Feedback oder eine Warnung wie z. B. eine Sirene, LCD Bedienfeld usw. (digital)
  • Thermostatregler – Thermostatventile für Heizkörper oder Fußbodenheizungsregler (analog oder digital)

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

Befehlsklassen

Jegliche Kommunikation innerhalb des Z-Wave Das Netzwerk ist organisiert in „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 grundlegende Funktion eines Binärschalters besteht darin, ein- und ausgeschaltet zu werden. Z-Wave Mit dem System ist es auch möglich, den Status des Schalters zu ermitteln, daher sind auch eine Statusabfragefunktion und eine Statusberichtsfunktion erforderlich.

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

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

Diese drei Befehle und Antworten sind in der Befehlsklasse „Binärschalter“ zusammengefasst. Wenn ein bestimmter Z-Wave Das Gerät unterstützt die Befehlsklasse „binärer Schalter“ und sollte daher alle folgenden Befehle verarbeiten können:

• Versteht die SATZ Befehl ausführen und den Schalter entsprechend einstellen
• In der Lage, eine ERHALTEN Befehl und Antwort mit einem korrekt formatierten Bericht

Die Kommandoklasse – Grundlagen

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, selbst wenn sie die spezifische Funktion des anderen Geräts nicht kennen; es gibt eine spezielle Befehlsklasse namens „Basic„

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

• SATZ - einen Wert zwischen 0 und 255 (#0x00 …0xff) festlegen
• ERHALTEN - das Gerät auffordern, einen Wert zu melden
• BERICHT - Antwort auf die ERHALTEN Befehl, der einen Wert zwischen 0 und 255 (0x00 … 0xff) zurückgibt

Das einzigartige Merkmal des 'BasicDie Befehlsklasse besteht darin, dass jedes Gerät den Befehl interpretiert.Basic' Befehle abhängig von der spezifischen Funktionalität des jeweiligen Geräts.

Zum Beispiel:

• Ein Binärschalter schaltet sich ein, wenn er den Wert 255 empfängt, und schaltet sich aus, wenn er den Wert 0 empfängt.
• Ein Thermostat schaltet bei einem Wert von 0 in den Komfortmodus und bei jedem anderen Wert in den Energiesparmodus.
• Ein Temperatursensor gibt einen einfachen Bericht aus und sendet einen ganzzahligen Temperaturwert.
• Ein Türsensor sendet entweder den Wert 0, wenn die Tür geschlossen ist, oder den Wert 255, wenn die Tür geöffnet ist.

Grundlegende Befehlsklasse

Die grundlegende Befehlsklasse ist der kleinste gemeinsame Nenner aller Z-Wave Geräte. Jedes Z-Wave Das Gerät unterstützt die 'Basic' Befehlsklasse.

Geräteklassen

Um die Interoperabilität zwischen verschiedenen Z-Wave Geräte verschiedener Hersteller, jedes Gerät muss bestimmte, genau definierte Funktionen enthalten, die über die „Basic' Befehlsklasse.

Diese Anforderungen werden als „Geräteklassen'. Eine Geräteklasse bezieht sich auf ein typisches Gerät und definiert, welche Befehlsklassen von diesem Gerät zwingend unterstützt werden müssen.

Geräteklassen sind in einer dreistufigen Hierarchie organisiert:

• Jedes Gerät muss einer Basisgeräteklasse angehören.
• Geräte können weiter spezifiziert werden, indem man sie einer generischen Geräteklasse zuordnet.
• Weitere Funktionalitäten können definiert werden, indem das Gerät einer bestimmten Geräteklasse zugeordnet wird.

Basisgeräteklasse

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

Generische Geräteklasse

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

• Allgemeiner Controller (GENERIC_CONTROLLER)
• Statischer Regler (STATIC_CONTROLLER)
• Binärschalter (BINARY_SWITCH)
• Mehrstufiger Schalter (MULTI_LEVEL_SWITCH)
• Binärer Sensor (BINARY_SENSOR)
• Multilevel-Sensor (MULTILEVEL_SENSOR)
• Zähler (METER)
• Eingabesteuerung (ENTRY_CONTROL)
• Thermostat (THERMOSTAT)
• Fensterrollo-Steuerung (WINDOW_COVERING)

Spezifische Geräteklasse

Zuweisen eines 'Spezifisch' Geräteklasse zu einem Z-Wave Das Gerät ermöglicht es, seine Funktionalität weiter zu spezifizieren. Jedes „GenerischDie Geräteklasse bezieht sich auf eine Reihe spezifischer Geräteklassen. Sie können eine bestimmte Geräteklasse zuweisen; dies ist jedoch nur sinnvoll, wenn das Gerät tatsächlich alle Funktionen einer bestimmten Geräteklasse unterstützt.Spezifisch' Geräteklasse.

'SpezifischZu den Geräteklassen gehören:

• Rückstellthermostat (SETBACK_THERMOSTAT) – spezifische Geräteklasse der generischen Geräteklasse „Thermostat“
• Mehrstufiger Netzschalter (MULTILEVEL_POWER_SWITCH) – spezifische Geräteklasse der generischen Geräteklasse „Mehrstufiger Netzschalter“

Für den Fall, dass Z-Wave Das Gerät ist einem 'Spezifisch'Geräteklasse, sie muss eine Reihe von Befehlsklassen als Funktionen dieser ' unterstützen.Spezifisch' Geräteklasse.

Diese erforderlichen Befehlsklassen werden als „Obligatorische Befehlsklassenund sind jeweils auf bestimmte generische und spezifische Geräteklassen zugeschnitten.

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

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

Optionale, empfohlene und obligatorische Befehlsklassen innerhalb einer Geräteklasse

Der 'Basic', 'Generisch' und, falls verfügbar, 'SpezifischDie Geräteklassen werden vom Gerät während der Aufnahme, unter Verwendung eines „Knoteninformationsrahmens“.

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

A Z-Wave Das Gerät funktioniert gemäß der Z-Wave Standard, wenn:

• Es gehört zu einem „Basic' und ein 'GenerischDie Geräteklasse 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 Empfangen und Ausführen von Befehlen gemäß der Spezifikation
  • 'Spezifisch' Geräteklasse (falls ausgewählt) - alle zusätzlichen 'ObligatorischDie Befehlsklassen dieser spezifischen Geräteklasse müssen unterstützt werden.
• Falls optionale Befehlsklassen implementiert werden, müssen diese Befehlsklassen auf Anfrage im Knoteninformationsrahmen angekündigt und gemäß den Vorgaben unterstützt werden. Z-Wave Befehlsklassenspezifikationen.

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

Die Befehlsklasse 'Proprietäre Funktion' ist so definiert, dass es diese Bedürfnisse abdeckt. Ein 'Proprietäre Funktion„Dies würde es einem Hersteller ermöglichen, spezifische Funktionen zu implementieren, die dann nur von anderen Geräten genutzt werden können, die diese proprietäre Funktion unterstützen.“

Die Verwendung eines 'Proprietäre Funktion' unterliegt der Genehmigung durch die Z-Wave Die Zertifizierungsstelle der Allianz benötigt eine umfangreiche Dokumentation. Bisher nutzen nur sehr wenige Geräte diese Funktion. Typischerweise führen neue Anforderungen früher oder später zu einer Änderung des bestehenden Standards, wodurch diese Funktion Teil des offiziellen Standards wird und proprietäre Erweiterungen überflüssig werden.

Geräteauswahl - Steuerungen

Die Geräteauswahl richtet sich stets nach der gewünschten Funktionalität des Netzwerks. Ein Netzwerk besteht immer entweder aus einer zentralen Fernsteuerung oder einem zentralen statischen (standortfesten) Gateway, beispielsweise einem IP-Gateway oder einer Software auf einem PC.

Für eine zuverlässige Funktion wird die Verwendung eines statischen Reglers empfohlen. Z-Wave Netzwerkinstallation.

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

• Es müssen nur wenige Geräte gesteuert werden (weniger als zehn).
• Im Netzwerk befinden sich keine batteriebetriebenen Geräte.
• Es sind keine zeitabhängigen Funktionen wie das Schließen der Jalousien zu einer bestimmten Tageszeit erforderlich.

Geräteauswahl - Slaves

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

Die Wahl von Wandschaltern basiert in der Regel auf dem ästhetischen Design, damit sie zu vorhandenen Schaltern oder der Einrichtung passen. Die meisten Schalter entsprechen dem gleichen Industriestandard-Design wie andere Wandsteckdosen, Wandschalter, Antennen, Telefonbuchsen und andere Bauteile. Ethernet Verkaufsstellen.

Es ist auch möglich, bestehende „Standard“-Schalter umzuwandeln in Z-Wave Die Schalter werden durch den Einbau eines speziellen Einsatzes umgeschaltet. Überprüfen Sie jedoch vor dem Kauf die Tiefe der Unterputzdose.

Z-Wave – Die Zukunft des Energiesparens im Haushalt

Z-Wave Die Hausautomation bietet Ihnen unzählige Möglichkeiten, Ihr System individuell anzupassen, sodass es genau das tut, was Sie brauchen.

Und durch die Verwendung eines zentralen statischen Controllers wie dem VERASie können all diese Anweisungen ganz einfach vorprogrammieren. VERA steuert Lampenmodule, Thermostate, Wandschalter, Steckdosenleisten, Alarmsensoren, Garagentoröffner, Jalousien und Heimkinoanlagen.

Das System kann Heizung und Beleuchtung automatisch anpassen, wenn Sie zur Arbeit gehen, oder Sie können in den Urlaub fahren, ohne sich ständig Gedanken machen zu müssen wie „Habe ich das Licht im Badezimmer angelassen?“ oder „Habe ich die Heizung runtergedreht?“.

Z-Wave ist eine unglaublich vielseitige Technologie, die von zahlreichen Herstellern unterstützt wird. Beginnen Sie mit einem Z-Wave Mit diesem System können Sie sich heute darauf verlassen, dass es mit Ihren sich ändernden Anforderungen mitwächst und Ihnen über viele Jahre hinweg hervorragende Dienste leistet. Weitere Informationen finden Sie unter Z-Wave Vorteile sind verfügbar in Was ist Z-WaveDie

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