Z wave контроллеры в сети. «Умный дом» на практике: сравнение двух контроллеров Z-Wave

18.03.2019

Системы «умный дом» - это уже не новость. Современное поколение стремится максимально автоматизировать все процессы, включая не только работу, но и свой дом. Согласитесь, гораздо комфортней жить в доме, который практически все делает сам, а управлять системой вы можете даже на расстоянии. Купить такую систему далеко не всем по карману - «умный дом» (даже с минимумом возможностей) стоит очень дорого. И если раньше, чтобы собрать такое оборудование, нужно было обладать навыками программиста, то сейчас сделать это вполне вероятно своими руками.

Главное - подобрать тот тип системы, который будет максимально простым, но в то же время не уступит по техническим характеристикам дорогим аналогам.

Z Wave - контроллер умного дома

В основе каждой такой «умной» системы для дома лежит специальный протокол. Одним из самых простых и функциональных принято считать протокол Z Wave Fibaro. Система на его базе предназначена для работы на площадях до 500 квадратных метров и высотой не больше 5 этажей. Таким образом, системы Z Wave Fibaro можно использовать не только в частном доме, но и офисном помещении. Следует отметить и то, что при разработке протокола Z Wave Fibaro разработчики ориентировались на людей, малознакомых с программированием, которые будут делать это своими руками.

Техническая сторона системы

Z Wave Smart Home Fibaro наиболее эффективно использовать в квартирах и частных домах. Контроллер этого устройства обладает следующими техническими характеристиками:

встроенным набором простых команд;
эргономичностью;
установленной сетевой технологией;
скоростью передачи данных - 100 кб/с;
автоматической маршрутизацией устройства;
подтвержденным типом доставки, с которым работает протокол;
возможностью некоторых контроллеров работать от аккумулятора.

Сенсоры и триггеры умного дома Z Wave

Однако нужно отметить и то, что в разных странах устройство работает на разной частотности. Поэтому иногда возникает несовместимость. На это нужно обратить внимание при покупке контроллера и его переустановке.

Системы «Умный дом» от Zwave Fibaro включает в себя такие компоненты:

контроллеры;
управляющие устройства (диммеры, выключатели);
датчики для управления окнами, дверьми, воротами;
термостат;
Z Wave реле;
передатчики для сопряжения с другими устройствами.

Большинство компонентов в этой системе представлены в виде небольших съемных устройств, которые легко монтировать. В некоторых случаях модули могут быть в виде розеток или выключателей . Все зависит от того, какую модель оборудования вы предполагаете устанавливать.

Также следует отметить, что при помощи дополнительных датчиков и Z Wave реле Fibaro можно существенно расширить возможности системы. К примеру: установить расширение для теплого пола, отключить автоматически воду при неполадках и т. д. В принципе, круг возможностей неограничен.

Датчики управления оконными занавесками

Безопасность протокола

Вопрос безопасности таких систем стоит на первом месте. Сегодня возможность взлома «умного дома» Fibaro сведена к минимуму. Чтобы попытаться взломать систему, нужно иметь специальное оборудование, которое позволит на расстоянии отключить контроллер, отвечающий за сигнализацию. Сделать это, мягко говоря, проблематично. Кроме этого, в системе предусмотрено специальное шифрование. Когда оборудование умного дома Fibaro запускается, контроллеры и диммеры обмениваются ключами, что делает всю дальнейшую работу оборудования дома зашифрованной.

Если такой вариант защиты системы дома вас не устроит, можно приобрести контроллер, который всегда работает с шифровкой, даже в режиме сна. Однако такой вариант работы контроллера будет стоить значительно дороже.

Построение сети

При наличии всех необходимых компонентов сделать своими руками такую систему в доме несложно. Главное - знать основы электричества и правильно соединить все диммеры и датчики между собой. В крайнем случае можно воспользоваться книгами и специализированными блогами. Для создания рабочей сети нужно использовать специальный контроллер. Чаще всего он используется только в штатном режиме работы. Но для обмена информацией между диммерами и оборудованием в доме он не особенно нужен.

Построение сети датчиков Z Wave Fibaro

Одна система Z Wave Plus может включать в себя до 232 устройств. Если есть необходимость, все подключенные диммеры можно связывать между собой посредством локальной сети (через кабель или при помощи беспроводной передачи данных).

Наиболее часто те, кто хотят установить систему своими руками, используют уже готовый комплект - контроллер, кабель для передачи данных и ПК с необходимым софтом. Такую систему очень просто настроить даже тому, кто весьма далек от электроники и программирования . Но следует понимать и то, что в таком случае набор функций будет ограничен производителем.

Основная задача при создании сети - установить контроллер и подсоединить к нему все диммеры. При начальной настройке, если не используются ретрансляторы, все устройства нужно размещать не более чем в 30 метрах от главного контроллера.

Обратите внимание на следующее:

при исключении какого-либо устройства из сети конфигурация автоматически сбрасывается;
в большинстве случаев во время установки новых устройств конфигурация устанавливается автоматически, и драйвера не требуются;
контроллер может использоваться в качестве модуля для соединения с интернетом, если нет концентратора.

Необходимые устройства

Комплект поставки Z Wave Fibaro

Насколько ваш дом будет «умным», зависит от вас. При помощи дополнительных диммеров и датчиков можно установить практически любое расширение . Но есть устройства, которые чаще всего входят в стандартный набор:

датчик открытия/закрытия двери;
диммер движения;
встраиваемый диммер для контроля движения;
реле;
контроллер на базе микрокомпьютера.

Датчик двери следит за положением конструкционного элемента. При желании можно поставить дополнительное расширение для измерения температуры.

Что касается диммера движения, то подобные модули очень часто используются в системах безопасности. Также подобное оборудование имеет дополнительное расширение для контроля уровня освещенности в помещении и температуры. Все эти параметры можно настроить при помощи контроллера Z Wave Plus. Сам датчик работает от аккумулятора.

Диммер для контроля света

Диммер нужен для управления уровнем освещенности. Как и в других компонентах системы, чувствительность параметров можно настраивать. Следует отметить и то, что это устройство может использовать для контроля энергопотребления . Например, когда вас нет дома, но нужно создать такую видимость, можно установить интенсивность освещенности и период работы.

Новинка от Fibaro - Dimmer 2

Отдельно нужно выделить концентратор. Это устройство используется для передачи команд через модуль беспроводного доступа. В некоторых случаях, вместо концентратора, можно использовать сам контроллер.

Как правило, производитель предоставляет все необходимые инструкции для каждого компонента. Если по какой-то причине их не оказалось, можно скачать их в Сети. Там же можно найти дополнительные коды для расширения функционала протокола . Вмонтировать все устройства самостоятельно не составить сложности для тех, кто знает основы электричества.

Сегодня работа «умного дома» по протоколу Z Wave Plus - это наиболее простое решение для тех, кто хочет сэкономить свои средства, но при этом получить максимум функционала. Практически все компоненты умного дома в Z Wave Plus могут работать от аккумулятора . Также нужно отметить, что работать система Fibaro может не только на ПК, но и на микросистемах. Если подобная установка вам непонятна даже с инструкцией, можно воспользоваться дополнительной литературой - книги, форумы и тематические блоги дают исчерпывающую информацию по основам разработки таких систем.

Книга посвящена популярной беспроводной системе домашней автоматизации Z-Wave и будет интересна как профессиональным инсталляторам, работающим в индустрии домашней автоматиза-ции, так и всем, кто любит интересуется электроникой и хочет сде-лать умный дом своими руками. В книге вы найдете детальное опи-сание протокола Z-Wave и его сравнение с другими беспроводными технологиями домашней автоматизации, анализ протокола на при-мере популярных устройств, а также практические советы по настройке и установке системы умного дома. Название: Основы Z-WaveАвтор: Кристиан ПетцISBN: 978-5-4465-0778-8Год издания: 2015Тираж: 500 штПереплет: мягкийОбъём: 260 страницФормат: 148x210 мм

Товар в наличии

Производитель

Цена: 450 руб.

Контроллер Z-Wave.Me Hub Philio

Инструкция Z-Wave.Me Hub.pdf Недорогое, гибкое решение для широкого спектра задач домашней автоматизации Контроллер Z-Wave.Me Hub идеально подойдет для создания индивидуального продукта. Встроенный программный интерфейс позволяет разрабатывать свои графические приложения для домашней автоматизации. Широкие возможности интеграции с OpenRemote и iRidium и наличие приложений для iOS делают контроллер уникальным. Предусмотрена интеграция в любые существующие системы умного дома для создания сложных, смешанных систем. Создание собственных скриптов, позволит реализовывать гибкие настройки для автоматизации управления умным домом. Самая полная информация о возможностях устройств и о маршрутах в сети, удобные средства диагностики сети и безопасный удаленный доступ для управления из любой точки мира. Миниатюрный корпус позволяет установить в любом месте. 5-е поколение чипа увеличивает дальность действия сети. Встроенный аккумулятор позволяет контроллеру работать 2 часа после потери питания и сообщить об этом пользователю. Тампер вскрытия делает сет Z-Wave еще более надежной. Встроенный Wi-Fi, сетевой порт и световая индикация состояния - ваше удобство. Огромные возможности в маленьком корпусе Контроллер Z-Wave.Me Hub позволяет реализовать ваши самые смелые идеи по управлению умным домом с собственным интерфейсом работающем через веб-браузер или мобильный телефон. Встроенное программное обеспечение предлагает простой для понимания и использования интерфейс. Приложение домашней автоматизации никогда ещё не было проще и доступнее. Решение сложных задач Контроллер Z-Wave.Me Hub позволяет управлять сетью Z-wave, включать, исключать устройства, реорганизовывать сеть. Автоматически проводится интервью устройств для определения их возможностей и настроек. Z-Wave.Me Hub позволяет управлять прямыми ассоциациями между устройствами, опрашивать датчики. Поддерживается широкий набор классов команд: Association, Basic, Battery, Configuration, Manufacturer Specific, Meter, Multichannel, Multichannel Association, MultiCommand, NodeNaming, SensorBinary, SensorMultilevel, SwitchAll, SwitchBinary, SwitchMultilevel, ThermostatMode, ThermostatSetpoint, Version, Wakeup. Технические характеристики Рабочая частота: 869.0 МГц/ 868.42 МГц (переключается из ПО) Поколение чипа Z-Wave: 5-е поколение Интерфейс Ethernet: WAN (1 порт) Интерфейс USB: 1 порт Интерфейс Wi-Fi: 802.11 b/g/n Операционная система: OpenWRT Linux Процессор: ARM 700 MHz Оперативная память: 512 Мб Флэш-память: Карта SD 2 Гб Корпус: Пластик Питание: Блок питания 110–240 В Размеры: 110 мм × 100 мм × 16 мм Дополнительно: Z-Wave Plus, Шифрование

Товар в наличии

Производитель

Цена: 9 900 руб.

Контроллер Zipato ZipaTile

ZipaTile с Z-Wave является полной системой управления домом в виде отдельного устройства. Он может быть легко установлен на любой стене, в любом доме. Благодаря большому количеству встроенных датчиков и аппаратных модулей, ZipaTile заменит множество домашних устройств, таких как система безопасности, термостат, контроллер автоматизации, IP-камера, сирена или интерком, и сведет все это вместе в одном умном и красивом устройстве. Безопасность: Датчик присутствия Датчик звука Датчик вибрации Сенсорная клавиатура Мультизвуковая сирена Круглосуточный мониторинг Домашнаяя автоматизация: Удаленное управление со смартфона Онлайн Разработчик правил Менеджер сцен Комнатный диспетчер Интерком: SIP-сервер Контроль домофона Конференц-связь Видеозвонки Мультисетевое IP-подключение Удаленное управление со смартфона Забота о пожилых: >Датчик движения Обнаружение звука Автоматические звонки для подтверждения Тревожная кнопка с автоматическим вызовом Звуковые напоминания Аудио и видео звонки Термостат: Газ/теплые полы Измеритель температуры Внешний температурный датчик Управление кондиционированием Удаленное управление со смартфона Настенная панель: Комнатная температура Комнатная освещенность Комнатная влажность Прогноз погоды Заметки Лента новостей Фото рамка Skype, почта, браузер Запуск сцен с помощью 6 кнопок Z-Wave Plus Да Z-Wave чип 5 Поколение Бренд Zipato Рабочая температура 0 … +40 °C Тип питания Блок питания 9 - 12 В Рабочая частота 869 МГц Интерфейс USB Есть Интерфейс Wi-Fi Есть Операционная система Android Рабочая частота 869 Мгц

Товар поставляется под заказ

Производитель

Цена: 34 500 руб.

Контроллер системы Z-Wave- PSC01 Philio

Инструкции: Инструкция по первичному запуску и настройке контроллера Philio PSC01/03 - instr_p119237_2.pdf Инструкция по добавлению нового устройства -instr_p119237_3.pdf Инструкция по настройке сценариев в контроллере Philio PSC01/03- instr_p119237_4.pdf Z-Wave контроллер Philio PSC01 - это контроллер Z-Wave сети от известного производителя Philio Technology. Контроллер построен на чипсете MT5350 и модуле от Sigma Design 5-й серии, что обеспечивает высокую производительность и стабильность работы, а также поддержку сети Z-Wave Plus. Компактные размеры Z-Wave контроллера Philio PSC01 позволяют разместить его практически в любом месте. Несмотря на компактные размеры, контроллер обладает богатым функциональным и техническим оснащением: поддержка WiFi (с функцией “точка доступа”), Ethernet порт (WAN), USB-порт для подключения внешнего устройства, светодиодная индикация состояния, встроенная антенна, поддержка кириллицы (для названия устройств и сцен). Настройка и управление устройством осуществляется при помощи интуитивно-понятного приложения Home Mate созданного специально для мобильных устройств (смартфон, планшет), работающих на Android или iOS. Интерфейс Home Mate прост и удобен, что позволяет быстро добавлять новые Z-Wave устройства, создавать сценарии работы и управлять всей инфраструктурой. Техническое описани Z-Wave чип: 5-е поколение, поддержка Z-wave Plus Z-Wave частота: 869 МГц (Ru) Модель чипсета: MT5350 Обновление прошивки OTA: да Совместимость с оборудованием сторонних производителей: Qubino – да, с ограничениями Zipato – да, полная Fibaro- да, с ограничениями Интерфейсы: 1xWAN, 1xUSB, Wi-Fi b/g/n Точка доступа Wi-Fi: да Возможности управления: мобильное приложение для Android, iOS Размеры, мм: 110×100×16

Товар в наличии

Производитель

Цена: 9 390 руб.

Контроллер системы Z-Wave- PSC03 Philio

Инструкции: Инструкция по первичному запуску и настройке контроллера Philio PSC01/03 - instr_p119237_2.pdf Инструкция по добавлению нового устройства -instr_p119237_3.pdf Инструкция по настройке сценариев в контроллере Philio PSC01/03- instr_p119237_4.pdf Z-Wave контроллер Philio PSC03 - это старшая модель контроллера Z-Wave сети в семействе Philio PSC от известного производителя Philio Technology. Контроллер построен на чипсете последнего поколения MT7620 и модуле от Sigma Design 5-й серии, что обеспечивает высокую производительность и стабильность работы, а также поддержку сети Z-Wave Plus. Благодаря компактным размерам (стороны 11х11 см и 2 см в глубину) Z-Wave контроллер Philio PSC03 можно незаметно разместить практически в любом уголке комнаты. Несмотря на компактные размеры, контроллер обладает богатым функциональным и техническим оснащением: поддержка WiFi (с функцией “точка доступа”), Ethernet порт (WAN), USB-порт для подключения внешнего устройства, светодиодная индикация состояния, встроенная антенна, поддержка кириллицы (для названия устройств и сцен). Также при необходимости контроллер может быть оборудован опциями: встроенная сирена 110 дБ, модем GSM/GPRS/3G, батарея для резервного питания. Настройка и управление устройством осуществляется при помощи интуитивно-понятного приложения Home Mate созданного специально для мобильных устройств (смартфон, планшет), работающих на Android или iOS. Интерфейс Home Mate прост и удобен, что позволяет быстро добавлять новые Z-Wave устройства, создавать сценарии работы и управлять всей инфраструктурой. Z-Wave чип: 5-е поколение, поддержка Z-wave Plus Z-Wave частота: 869 МГц (Ru) Модель чипсета: MT7620 Обновление прошивки OTA: да Совместимость с оборудованием (микромодули, накладные модули, датчики) сторонних производителей: микромодули Qubino – да, с ограничениями микромодули Zipato – да, полная микромодули, датчики, сенсоры Philio –да, полная микромодули Fibaro- да, с ограничениями Интерфейсы: 1xWAN, 1xUSB, Wi-Fi b/g/n Точка доступа Wi-Fi: да Возможности управления: мобильное приложение для Android, iOS Размеры, мм: 110×100×16

Товар в наличии

Производитель

Цена: 10 384 руб.

Многие используют в быту различные умные штучки - это могут быть RGB лампы или розетки, датчики качества воздуха или освещенности. Но каждый производитель предлагает свое собственное приложение для каждого устройства, и это неудобно, когда нужно выключить все или посмотреть статистику по многим датчикам. С помощью технологии Z-Wave можно совместить устройства, управляя ими и просматривая статистику с одного контроллера.

На рынке представлены модели в разных ценовых сегментах. Чтобы понять общую картину, сравним два популярных контроллера Z-Wave: FIBARO Home Center 2 и Z-Wave.Me RaZberry.

FIBARO Home Center 2: «самый» по всем фронтам

Z-Wave контроллер Home Center 2 производства польской компании FIBARO - самый продвинутый и дорогой на российском рынке. Он поддерживает практически все Z-Wave устройства и может выступать в качестве SIP-сервера для организации видеосвязи.

Продуманный и простой веб-интерфейс позволяет быстро создать свой умный дом даже новичку. Большинство сценариев реализуется с помощью графических блоков, использующих логику IF-THEN. Когда их не хватает, на помощь приходит встроенная среда для написания скриптов автоматизации на языке LUA.

Контроллер разрешает установку дополнительных плагинов, и это сильно расширяет его возможности, позволяя, например, добавить поддержку лампочек Philips Hue или управление Samsung Smart TV.

Широкие возможности интерфейса позволяют отслеживать энергопотребление и просматривать различную статистику (например, по включению-выключению света, приходу и уходу). Это открывает простор по оптимизации расходов: например, если в течение дня часто никого нет дома, можно снижать температуру отопления в это время.

Сценарий с автовыключением света реализуется одинаково просто и на Home Center 2 и на RaZberry, навыков программирования не требуется. Но задать изменение яркости в зависимости от времени суток в RaZberry проще, так как у этого контроллера есть готовое приложение, а на Home Center 2 пришлось бы писать большой скрипт.

Перенос выключателя в удобное место

Используемые устройства:

Выключатель на батарейке Z-Wave.Me Dual Paddle WC
FIBARO Dimmer 2
FIBARO RGBW модуль

Управлять освещением в комнате - бра, светодиодной подсветкой и пр, можно с помощью двухклавишного батареечного выключателя Z-Wave.Me Dual Paddle WC, который крепится на двусторонний скотч в удобном для пользователя месте. Посмотрим, как организовать это с помощью наших тестовых контроллеров.

Сценарий «ВКЛ/ВЫКЛ бра и светодиодную ленту с выключателя» с помощью FIBARO Home Center 2.

Сценарий кажется простым, но отловить, какие события отправляет выключатель, можно только с помощью скрипта на LUA.

Сценарий «ВКЛ/ВЫКЛ бра и светодиодную ленту с выключателя» с помощью RaZberry.

Батареечный выключатель в RaZberry отображается как 2 клавиши с кнопками ВКЛ/ВЫКЛ. Приложение «Ассоциации» создает связь между выключателем и исполнительными устройствами, нажал вверх, всем отправилась команда ВКЛ, нажал вниз, всем отправилась команда ВЫКЛ.

Итог простой. В Home Center 2 реализация сценария выглядит посложнее, так как в интерфейсе контроллера нет элементов управления для батареечного выключателя, и для того, чтобы добраться до скрытых функций, нам пришлось написать скрипт в LUA. В RaZberry же все получилось быстро и доступно, поскольку все функции управления для любого устройства отображаются в виде виджетов.

Управление климатом

Используемые устройства:

Устройство управления кондиционером Remotec ZXT-120
Термоголовка на батарею Danfoss Living Connect

Обычно отопление и кондиционирование умного дома работают в автономном режиме и не требуют вмешательства человека. Но вряд ли стоит продолжать нагревать или охлаждать помещение, в котором открыто окно.

Поэтому для тестирования контроллеров мы выбрали достаточно очевидный и полезный сценарий временного отключения управления климатом.

Сценарий «При открытии окна выключить кондиционер» с помощью FIBARO Home Center 2.

В нашем дорогом контроллере такой сценарий быстро реализуется с помощью легкой в настройке «магической сцены», которая работает по принципу IF - THEN.

Сценарий «При открытии окна выключить кондиционер» с помощью RaZberry.

В более бюджетном RaZberry также есть приложение IF-THEN, аналогичное Home Center 2, - там аналогичным образом нужно выбрать датчик открытия, команду, по которой будет выполняться действие, и само действие - в нашем случае отключение кондиционера.

Подведем итог. При реализации типового сценария по управлению климатом разницы между контроллерами нет: и там, и там используется популярная конструкция IF-THEN и установка нужных нам настроек займет от силы несколько минут.

Охрана помещения

Используемые устройства:

Датчик движения AEOTEC Multisensor 6-in-1
Датчик открытия двери/окна FIBARO Door/Window Sensor

Z-Wave хорош тем, что позволяет задействовать одни и те же устройства для решения разных задач. Например, используемые нами в предыдущих сценариях датчики открытия окна FIBARO Door/Window Sensor и движения AEOTEC Multisensor 6-in-1 в режиме «охрана» можно настроить так, чтобы они сигнализировали об опасности. Алгоритм работы может выглядеть так: "Если установлен режим «Дом на охране», при срабатывании любого из датчиков отправлять тревожное сообщение, если установлен режим «Охрана снята», при срабатывании любого из датчиков выключаем кондиционер или управляем освещением ".

Разберем реализацию сценария настройки охраны помещения на наших тестовых устройствах.

Сценарий «Режим комфорт - режим охрана» с помощью FIBARO Home Center 2.

В FIBARO Home Center 2 с помощью виртуального устройства можно сделать панель охраны, которая в режиме «охраны» будет проверять все датчики, и если хоть один из них сработает, отправит тревожное сообщение.

Сценарий «Режим комфорт - режим охрана» с помощью RaZberry.

У RaZberry есть приложение «Охрана», которое позволяет задать список датчиков, тревожное сообщение и действия (например, включение сирены), активируемые при срабатывании датчиков в режиме охраны. Автоматически генерируется виртуальное охранное устройство с кнопками ВКЛ/ВЫКЛ, которое можно также использовать в других сценариях, например, автоматически ставить дом на охрану при определенных условиях.

Реализация сценария по постановке дома на охрану в обоих контроллерах - дело не двух кликов. В принципе в Home Center 2 на каждом датчике есть кнопка «На охрану» и «Снять с охраны», которая позволяет поставить любой датчик на охрану вообще без каких либо настроек. Но если датчиков много, процесс лучше автоматизировать путем написания скрипта на LUA. На RaZberry настраивать режим «Охраны» приходится вручную. Пользователю, у которого несколько датчиков, удобнее ставить на охрану с помощью Home Center 2. В большом доме с множеством охранных зон предпочтительнее RaZberry.

Итог: стоит ли переплачивать

Контроллеры FIBARO Home Center 2 и Z-Wave.Me RaZberry находятся в разных ценовых категориях, но тем не менее очень схожи по набору функций и легко решают любую задачу по автоматизации.

Home Center 2 обладает более приятным для пользователя интерфейсом с множеством полезных панелей и хорошо детализированными иконками. В плане автоматизации встроенное средство разработки на языке LUA с подсказками и удобной подсветкой синтаксиса - это большой плюс для профессионалов. Home Center 2 подойдет как новичкам, которым нравится удобный и красивый интерфейс, так и опытным пользователям, которые ценят возможности расширения и расширенного программирования.

RaZberry имеет более простой, но не менее функциональный веб-интерфейс. Каждая функция отображается как отдельный виджет, это очень удобно для приложений автоматизации. Большой ассортимент приложений позволяет парой кликов мыши решить почти любую задачу по автоматизации. Если же приложений недостаточно, можно написать свой скрипт на JavaScript. RaZberry также может работать как Wi-Fi роутер и в отличие от многих других контроллеров поддерживает Apple HomeKit. Устройство отлично подойдет тем, кто хочет недорого, но эффективно автоматизировать свой дом.

Теги:

контроллер
умный дом

Добавить метки

Z-Wave является беспроводной радио технологией, обеспечивающей контроль и надежное управление «умным домом». Технология обладает рядом преимуществ, которые сделали ее известной и популярной во все мире:

Подключение и управление оборудованием не требует особых знаний и его можно выполнить самостоятельно;

Отсутствие проводов не требует проведения ремонтно-строительных работ;

Система является масштабируемой. Т.е. для начала можно оборудовать одну комнату, и со временем расширять ее для всей квартиры или дома под новые задачи;

Z-Wave работает на разрешенной в России частоте, не восприимчивой к помехам от Wi-Fi и других беспроводных технологий;

Технология Z-Wave стоит в авангарде по безопасности среди беспроводных систем;

Z-Wave позволяет реализовать как простые решения, так и сложные проекты по автоматизации всего дома.

Вы сможете дистанционно и удаленно управлять освещением, жалюзями, воротами, климатическим оборудованием, включать/выключать бытовые приборы мощностью до 3,5 кВт, контролировать доступ в помещение, получать сигналы о задымлениях и протечках, отслеживать потребление электроэнергии и природного газа, настроить автоматическое включение/выключение оборудования и приборов в зависимости от времени суток, показаний датчиков или происшедших событий, получать возможность контроля и управления домом с любой точки мира с доступом в интернет.

Управление и контроль может производится как с персонального компьютера, так и через мобильные устройства (планшет, смартфон).

Появление технологии

Технология «Z-Wave» зародилась в конце 90-х в Дании и сейчас принадлежит американской корпорации «Sigma Designs».

Концепция идеи «Z-Wave» состояла в создании надежного чипа с низким энергопотреблением, работающего по беспроводному протоколу связи. Дальнейшее применение его в различных устройствах позволило совершить значительный скачок в сфере беспроводной автоматизации жилых помещений.

Так как продукцию с чипом «Z-Wave» выпускало множество компаний по всему миру, позднее был создан «Z-Wave Alliance», объединивший всех производителей и разработчиков оборудования Z-Wave. Альянс в том числе принял на себя функцию стандартизации оборудования, что позволило добиться максимальной совместимости оборудования различных производителей.

Протокол стал завоевывать популярность по всему миру. В России радиочастотные модули «Z-Wave» вначале появлялись с европейской частотой 868,42 МГц, а с 2012 года начался выпуск продукции с официально выделенной частотой 869 МГц.

Принцип работы

Оборудование Z-Wave состоит из контроллеров, датчиков, исполнительных механизмов и устройств.

Взаимодействие элементов в сети Z-Wave основано на ячеистой топологии, при которой элементы сети: контроллеры, датчики, исполнительные механизмы и устройства, связаны друг с другом в так называемую Mesh-сеть.

Особенностью взаимодействия в Mesh-сети является то, что практически каждый элемент сети может являться ретранслятором сигнала для другого элемента. И в случае возникновения препятствий по пути следования сигнала или обрыва связи из-за удаления элемента из сети, связь не нарушается, сигнал сможет дойти до адресата через связь с другими элементами сети (функция "Explorer Frame").

Подобный принцип взаимодействия между устройствами гарантирует высокую отказоустойчивость сети и позволяет иметь покрытие сети до 180 метров.

Взаимодействие оборудования

Любая вновь создаваемая сеть Z-Wave уникальна. При создании новой сети Z-Wave главному контроллеру присваивается уникальный параметр (Home ID), сам контроллер впоследствии назначает каждому подключаемому устройству уникальный параметр (Node ID). Эфир сети Z-Wave практически всегда свободный (передача сигналов занимает менее 1% времени).

Таким образом, даже при наличии на одной территории нескольких сетей Z-Wave, оборудование одной сети не будет оказывать какого-либо влияния на оборудование других сетей (чего нельзя сказать о распространенных сетях 2,4 ГГц и 433 МГц).

Типы оборудования

Контроллеры

Контроллеры могут быть портативные и статические.

Примером портативных контроллеров являются пульты ДУ. Они работают на батарейках, могут свободно перемещаться в пространстве, отправлять сигнал другим устройствам сети, получать от них отчеты о выполненном действии (например, отчет о включении светильника по сигналу этого пульта).

Но, иную информацию от устройств сети, например, о срабатывании датчика движения или превышении допустимой температуры они получать не могут. В целом, функционал контроллера этого типа ограничен управлением несколькими устройствами, группами устройств (ассоциациями), когда от нажатия одной кнопки, например, включается вся подсветка в комнате или активацией сцен на статичном контроллере.

Статические контроллеры работают от сети, подключены к роутеру и располагают значительно большим функционалом. Эти контроллеры получают не только отчеты от устройств о выполненном действии, но и о любом изменении в сети – они могут производить настройку оборудования,

управлять всеми устройствами напрямую либо прописывать сценарии включения/выключения устройств в зависимости от времени, температурных условий, режима работы других устройств сети (например, открыть жалюзи на окнах, включить электрочайник и подогрев полов в назначенное утром время после Вашего пробуждения), отправлять сообщения о происшествиях хозяину, могут обеспечить удаленный доступ к оборудованию сети, сообщить о состоянии оборудования (например, об открытой двери и низком заряде батареи датчика).

Датчики и устройства

Что касается управляемых контроллером датчиков и устройств, их можно классифицировать по функциональному назначению: измерение температуры или фиксация движения, обнаружение воды, дыма или управление бытовыми электроприборами, измерение расхода или контроль доступа. Также они могут отличаться по типу питания: напрямую от сети (диммеры, розеточные модули), через блок питания (устройства управления, приводы), от батареек (большинство датчиков) и устройства, поддерживающие несколько типов питания.

Протокол «Z-Wave» предусматривает различные режимы работы устройств в зависимости от типа их питания:

- «постоянно слушающие» - в этом режиме работают все устройства, работающие от сети. Они все время активны, постоянно выполняют функцию ретранслятора, моментально получают и обрабатывают входящие сигналы.

- «FLiRS» (Frequently Listening Routing Slave) – «часто слушающие». В таком режиме устройства «просыпаются» раз в секунду на несколько миллисекунд, чтобы проверить имеется ли для них какая-либо команда от других устройств.

Если есть, «проснувшееся» устройство исполняет команду и опять «засыпает», если нет – сразу «засыпает». В этом режиме работают устройства на батарейках, что позволяет им, выполняя необходимые функции, работать без замены батареек около года.

- «спящие» - режим использоваться для устройств на батарейках. Такие устройства большую часть времени являются спящими, не являются ретрансляторами, но могут пользоваться другими устройствами для передачи сигнала. «Просыпаясь» с определенным интервалом времени (раз в несколько секунд, минут) они уведомляют контроллер о том, что «проснулись». Контроллер, в свою очередь, подает им команду на выполнение задания, если есть, или на переход в режим сна. В таком режиме устройства могут проработать без замены батареек до 2-х и более лет.

Безопасность

Доступ к панели управления контроллера через пользовательский интерфейс внутри сети или удаленно возможен только при идентификации по логину и паролю, которые владелец может менять по своему желанию. При отключении контроллера от сети интернет, доступ к панели управления возможен только при нахождении внутри локальной сети.

Если говорить о защищенности протокола Z-Wave, то он защищен сложным комплектом средств разработки. Кроме того, появляется все больше устройств Z-Wave, поддерживающих симметричный алгоритм блочного шифрования (AES-128), что практически исключает возможность взлома.

Стоит добавить, что Z-Wave стоит в авангарде по безопасности среди беспроводных систем и постоянно повышает уровень безопасности сети Z-Wave.

В 2017 году Z-Wave Alliance вводит новый стандарт безопасности S2, по которому, среди прочего, повышается уровень защиты от стороннего вмешательства в сеть, появляются три выделенных класса безопасности устройств с уникальным сетевым ключом и добавляется новая ступень идентификации устройства при подключении в сеть.

Программное обеспечение

Для управления сетью Z-wave встречаются решения, когда фирменное ПО уже установлено в контроллерах, например, на контроллерах Vera Plus - от «Vera» или Home Center 2 - от «Fibaro» или требуется установка ПО, как, например, ПО Z-Way для платы расширения «RaZberry» или для «USB стика».

Программное обеспечение позволяет добавлять новые устройства в сеть Z-Wave и исключать из сети, настраивать их работу, удаленно контролировать и управлять оборудованием и датчиками, прописывать сценарии работы оборудования и настраивать получение уведомлений о работе.

Отличается также и пользовательский интерфейс управления оборудованием у разных производителей. В одном случае, интуитивно-понятный интерфейс сразу обеспечивает практически полный функционал для работы с оборудованием, в другом – могут потребоваться навыки программирования для возможности выполнения некоторых задач.

Также производители контроллеров либо сторонние разработчики предлагают приложения на мобильные устройства для комфортного удаленного доступа к своей сети Z-Wave.

Перспективы развития

С каждым днем Z-Wave продолжает активно развиваться. На сегодня существует уже более 375 компаний, предлагающих на мировом рынке свыше 1 500 наименований Z-Wave продукции.

Совершенствуются стандарты безопасности, чипы Z-Wave. Например, в последнем 5-ом поколении протокола (Z-Wave Plus) помимо прочего уменьшилось энергопотребление на 50 %, дальность действия стала больше на 67 %, а пропускная способность увеличилось на 250 %.

Оборудование Z-Wave пользуется спросом по всему миру и внедряется не только в частных домах и квартирах, но и в тысячи отелей (в т.ч. «Wynn» в Лас-Вегасе) и круизных судах, улучшая комфорт и безопасность миллионов людей.

Мы решили сравнить два контроллера Z-Wave разных ценовых диапазонов и реализовать на них несколько тестовых сценариев умного дома с использованием набора самых ходовых датчиков и устройств.

FIBARO Home Center 2: «самый» по всем фронтам

Устройства в интерфейсе FIBARO Home Center 2

Панель энергоресурсов и температуры в интерфейсе FIBARO Home Center 2

Z-Wave.Me RaZberry: умный и недорогой

Z-Wave контроллер RaZberry российско-немецкой компании Z-Wave.Me основан на продвинутом программном обеспечении Z-Way, которое используется во многих других Z-Wave контроллерах. Железная часть контроллера основана на одноплатном компьютере Raspberry Pi, который в кругу гиков ценится за возможность кастомизации, как железа, так и софта.

RaZberry в первую очередь нацелен на максимальную совместимость со всеми Z-Wave устройствами, поэтому в его экспертном интерфейсе есть множество тонких настроек для полного контроля над Z-Wave сетью.

RaZberry отлично подойдет и для не продвинутых пользователей, поскольку имеет простую систему автоматизации в виде более 150 отдельных приложений. 50 из них установлены по умолчанию, остальные можно бесплатно загрузить из онлайн-магазина.

Встроенная поддержка Apple HomeKit предоставляет пользователям iPhone голосовое управление с помощью Siri и управление устройствами из приложения Дом.

RaZberry также может работать как Wi-Fi роутер и поэтому хорошо подходит для загородных домов, позволяя обходиться без дополнительной покупки сетевого оборудования.

Устройства в интерфейсе Z-Wave.Me RaZberry

Приложения автоматизации в интерфейсе Z-Wave.Me RaZberry

Таблица сравнения характеристик Z-Wave контроллеров

Датчики для тестирования

Для того, чтобы протестировать контроллеры, мы выбрали несколько типовых для умного дома сценариев и подобрали самые ходовые датчики и устройства, которые встречаются в умных домах чаще всего.

Устройство	Фото	Описание
FIBARO Dimmer 2		Диммер - регулирует уровень яркости освещения, поддерживает лампы: светодиодные диммируемые, галогенные и накаливания общей мощность до 250 Вт.
Z-Wave.Me Dual Paddle WC		Выключатель с двумя клавишами. Позволяет управлять не только освещением, но и замками, кондиционером, жалюзи и любыми другими Z-Wave устройствами, а также запускать различные для каждой клавиши сценарии. Работает от батарейки CR2032.
Aeotec Multisensor 6-in-1		Многофункциональный датчик движения, детектирует: Движения Температуру Влажность Освещенность Ультрафиолет Вибрацию
Danfoss Living Connect		Термоголовка на отопительную батарею. Температуру можно задать с помощью кнопок, с телефона и из сценариев на контроллере.
Remotec ZXT-120		Устройство управления кондиционером. Содержит в себе огромную база кодов кондиционеров разных производителей. Получает команды по Z-Wave и отправляет кондиционеру по ИК. Предусмотрено питание от Mini-USB или от 3-х батареек ААА. Для скрытого монтажа к Remotec ZXT-120 можно подключить провод удлинитель с ИК светодиодом на конце.
FIBARO Door/Window Sensor		Герконовый датчик открытия окна/двери. Используется в сценария включения освещения, управления климатом и охранных функциях. Cостоит из двух частей: магнита и основной части с герконом и Z-Wave чипом. При каждом соединении/удалении магнита с герконом отправляется радио команда.
FIBARO RGBW		RGBW модуль для управления цветной светодиодной лентой или 4-мя одноцветными лентами. Поддерживаются ленты 12 и 24 В с общей мощность до 12 А.

Тестовые сценарии

Для объективного сравнения функций на каждом из контроллеров создадим одни и те же сценарии с одинаковым набором устройств. Сразу же отмечу, что оба контроллера имеют отличную совместимость со всеми Z-Wave устройствами и поддерживают все их функции.

Автоматическое управление освещением

Используемые устройства:

FIBARO Dimmer 2
FIBARO RGBW модуль

Начнем с автоматического управления освещением. Посмотрим характерные сценарии для наших датчиков. Так, датчик движения AEOTEC Multisensor 6-in-1 чаще всего используется в проходных помещениях, то есть там, где люди находятся непродолжительное время, - например, в прихожих, коридорах и пр. Также его можно установить в жилых помещениях - спальне или гостиной, чтобы автоматически выключать освещение, когда в комнате никого нет.

FIBARO Dimmer 2 в связке с ним позволяет регулировать яркость: например, днем включать свет на 100%, а ночью - лишь на 20%, чтобы не слепить глаза.

Датчик движения также может включить светодиодную ленту, подключенную к FIBARO RGBW, при определенных условиях на необходимый цвет и уровень яркости.

Для тестирования контроллеров мы выбрали два простых сценария: отключение света в комнате, в которой в течение получаса никого не было, и автоматическая регулировка яркости освещения в зависимости от времени суток. Посмотрим, что получилось.

Сценарий «Выключить свет через 30 минут, если нет движения» с помощью FIBARO Home Center 2.

В Home Center 2 этот сценарий можно сделать графическими блоками или скриптом LUA. Первый способ быстрее, но если необходимо задать дополнительные параметры, например, проверить, выключался ли свет вручную, то без LUA не обойтись.

Сценарий «Выключить свет через 30 минут, если нет движения» с помощью RaZberry.

В RaZberry для решения задачи используется приложение «Автовыключение». У него есть три параметра: устройство, которое нужно выключить, время задержки и возможность не сбрасывать таймер при получении повторной команды включения от датчика движения: нам нужно, чтобы таймер при любом новом движении перезапускался, поэтому галочку не ставим.

Сценарий «Днем включать свет на 100%, ночью на 20%» с помощью RaZberry.

Для реализации этого сценария в RaZberry можно использовать готовое приложение «Умное освещение». Несколькими кликами мышки выбираем диммер, датчик движения, задаем время «дня» и «ночи» и ночной и дневной уровень яркости - и задача решена.