'' Kinglock '' - Giải pháp tổng thể về khóa vân tay, khóa thẻ từ, khóa mã số hàng đầu Việt nam

Z-Wave ( Sóng Z )

Định nghĩa về Sóng Z-Wave

Z-Wave là một giao thức truyền thông không dây được sử dụng chủ yếu cho tự động hóa gia đình . Đó là mạng lưới sử dụng sóng vô tuyến năng lượng thấp để liên lạc từ thiết bị này sang thiết bị khác, cho phép điều khiển không dây các thiết bị gia dụng và các thiết bị khác, như điều khiển ánh sáng, hệ thống an ninh, bộ điều nhiệt, cửa sổ, khóa, bể bơi và nhà để xe dụng cụ mở cửa. Giống như các giao thức và hệ thống khác nhắm vào thị trường tự động hóa gia đình và văn phòng, hệ thống Z-Wave có thể được điều khiển qua Internet từ điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc máy tính và qua loa thông minh, keyfob không dâyhoặc bảng điều khiển gắn trên tường với cổng Z-Wave hoặc thiết bị điều khiển trung tâm đóng vai trò là bộ điều khiển trung tâm và cổng thông tin ra bên ngoài.  Z-Wave cung cấp khả năng tương tác của lớp ứng dụng giữa các hệ thống điều khiển gia đình của các nhà sản xuất khác nhau là một phần của liên minh. Ngày càng có nhiều sản phẩm Z-Wave có thể tương tác; hơn 1.700 vào năm 2017, và hơn 2.600 vào năm 2019.

Lịch sử 

Giao thức Z-Wave được phát triển bởi Zensys, một công ty Đan Mạch có trụ sở tại Copenhagen , năm 1999. Năm đó, Zensys giới thiệu một hệ thống kiểm soát ánh sáng tiêu dùng, phát triển thành Z-Wave như một độc quyền hệ thống trên giao thức tự động hóa nhà (chip) trên một dải tần số không được cấp phép trong dải tần 900 MHz. Bộ chip 100 series của nó được phát hành năm 2003 và dòng 200 của nó được phát hành vào tháng 5 năm 2005, với chip ZW0201 mang lại hiệu năng cao với chi phí thấp. Chip 500 series của nó, còn được gọi là Z-Wave Plus, được phát hành vào tháng 3 năm 2013, với bộ nhớ gấp bốn lần, phạm vi không dây được cải thiện và thời lượng pin được cải thiện. Công nghệ bắt đầu bắt đầu ở Bắc Mỹ vào khoảng năm 2005, khi năm công ty, bao gồm Danfoss , Ingersoll-Rand và Leviton Sản xuất , đã áp dụng Z-Wave. Họ thành lập Liên minh Z-Wave, với mục tiêu là thúc đẩy sử dụng công nghệ Z-Wave, với tất cả các sản phẩm của các công ty trong liên minh có thể tương tác. Năm 2005, Bessemer Venture Partners đã lãnh đạo vòng hạt giống thứ ba trị giá 16 triệu đô la cho Zensys. Vào tháng 5 năm 2006, Intel Capital tuyên bố rằng họ đang đầu tư vào Zensys, một vài ngày sau khi Intel gia nhập Liên minh Z-Wave. Năm 2008, Zensys nhận được đầu tư từ Panasonic, Cisco Systems , Đối tác của Palamon Capital và Sunstone Capital. 

Z-Wave đã được Sigma Design mua lại vào tháng 12 năm 2008. Sau khi mua lại, trụ sở tại Hoa Kỳ của Z-Wave tại Fremont, California đã được sáp nhập với trụ sở của Sigma tại Milpitas, California . Vào ngày 23 tháng 1 năm 2018, Sigma tuyên bố họ đã lên kế hoạch bán công nghệ Z-Wave và tài sản kinh doanh cho Silicon Labs với giá 240 triệu đô la, và việc bán được hoàn thành vào ngày 18 tháng 4 năm 2018. 

Năm 2005, có sáu sản phẩm trên thị trường sử dụng công nghệ Z-Wave. Vào năm 2012, khi công nghệ nhà thông minh ngày càng trở nên phổ biến, đã có khoảng 600 sản phẩm sử dụng công nghệ Z-Wave có sẵn ở Mỹ. Tính đến tháng 1 năm 2019, có hơn 2.600 sản phẩm tương thích được chứng nhận Z-Wave. 

Khả năng tương tác 

Khả năng tương tác của Z-Wave ở lớp ứng dụng đảm bảo rằng các thiết bị có thể chia sẻ thông tin và cho phép tất cả phần cứng và phần mềm của Z-Wave hoạt động cùng nhau. Công nghệ mạng lưới không dây của nó cho phép bất kỳ nút nào nói chuyện trực tiếp hoặc gián tiếp, kiểm soát bất kỳ nút bổ sung nào. Các nút trong phạm vi giao tiếp trực tiếp với nhau. Nếu chúng không nằm trong phạm vi, chúng có thể liên kết với một nút khác nằm trong phạm vi của cả hai để truy cập và trao đổi thông tin. Vào tháng 9 năm 2016, một số phần nhất định của công nghệ Z-Wave đã được cung cấp công khai, khi Sigma Design, chủ sở hữu lúc đó đã phát hành phiên bản công khai của lớp tương tác của Z-Wave, với phần mềm được thêm vào thư viện nguồn mở của Z-Wave. Tính khả dụng của nguồn mở cho phép các nhà phát triển phần mềm tích hợp Z-Wave vào các thiết bị với ít hạn chế hơn. Bảo mật S2 của Z-Wave, Z / IP để truyền tín hiệu Z-Wave qua mạng IP và phần mềm trung gian Z-Ware đều là nguồn mở kể từ năm 2016. 

Tiêu chuẩn và Liên minh Z-Wave 

Liên minh Z-Wave được thành lập năm 2005 với tư cách là một tập đoàn gồm các công ty làm cho các thiết bị được kết nối được điều khiển thông qua các ứng dụng trên điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc máy tính sử dụng công nghệ mạng không dây Z-Wave. Liên minh này là một hiệp hội chính thức tập trung vào cả việc mở rộng Z-Wave và khả năng tương tác liên tục của bất kỳ thiết bị nào sử dụng Z-Wave. 

Vào tháng 10 năm 2013, một chương trình chứng nhận khả năng tương tác và giao thức mới có tên Z-Wave Plus đã được công bố, dựa trên các tính năng mới và các tiêu chuẩn tương tác cao hơn được kết hợp với nhau và được yêu cầu cho hệ thống 500 series trên chip (SoC), và bao gồm một số tính năng đã được sử dụng có sẵn từ năm 2012 cho các SoCs 300/400. Vào tháng 2 năm 2014, sản phẩm đầu tiên được chứng nhận bởi Z-Wave Plus. Liên minh nhằm tạo ra cho ngôi nhà thông minh một mạng lưới an toàn hoạt động trên các nền tảng khác nhau. 

Z-Wave được thiết kế để đạt được giao tiếp và hoạt động đáng tin cậy giữa các thiết bị và các đối tượng kích hoạt cảm biến từ các nhà sản xuất khác nhau trong Liên minh Z-Wave, bao gồm hơn 700 thành viên. Thành viên chính của liên minh bao gồm ADT Corporation , Alarm.com , Assa Abloy , Fibaro, Huawei , Ingersoll Rand , Jasco, Leedarson, LG Uplus , Nortek Security & Control, Silicon Labs và SmartThings . 

Vào năm 2016, Liên minh đã triển khai chương trình đào tạo Trình cài đặt được chứng nhận Z-Wave để cung cấp cho các trình cài đặt, nhà tích hợp và đại lý các công cụ để triển khai mạng và thiết bị Z-Wave trong công việc thương mại và dân cư của họ. Năm đó, Liên minh đã công bố Bộ công cụ cài đặt được chứng nhận Z-Wave (Z-CIT), một thiết bị chẩn đoán và khắc phục sự cố có thể được sử dụng trong quá trình thiết lập mạng và thiết bị và cũng có thể hoạt động như một công cụ chẩn đoán từ xa. 

Z-Wave Alliance duy trì chương trình chứng nhận Z-Wave. Có hai thành phần để chứng nhận Z-Wave: chứng nhận kỹ thuật, được quản lý thông qua Phòng thí nghiệm Silicon và Chứng nhận thị trường, được quản lý thông qua Liên minh Z-Wave. 

Đặc tính kỹ thuật 

Tần số vô tuyến 

Z-Wave được thiết kế để cung cấp việc truyền các gói dữ liệu nhỏ đáng tin cậy, độ trễ thấp với tốc độ dữ liệu lên tới 100kbit / s. [25] Thông lượng là 40kbit / giây (9,6kbit / giây sử dụng chip cũ) và phù hợp cho các ứng dụng điều khiển và cảm biến, không giống như Wi-Fi và các hệ thống mạng LAN không dây dựa trên chuẩn 802.11 khác được thiết kế chủ yếu cho tốc độ dữ liệu cao . Khoảng cách giao tiếp giữa hai nút là khoảng 30 mét (40 mét với chip 500 series) và với khả năng nhắn tin có thể nhảy lên đến bốn lần giữa các nút, nó cung cấp đủ vùng phủ sóng cho hầu hết các nhà ở. Điều chế là bằng mã hóa kênh Manchester . 

Z-Wave sử dụng băng tần công nghiệp, khoa học và y tế ( ISM ) không có giấy phép . Nó hoạt động ở mức 868,42 MHz ở châu Âu, ở mức 908,42 MHz ở Bắc Mỹ và sử dụng các tần số khác ở các quốc gia khác tùy theo quy định của họ. Băng tần này cạnh tranh với một số điện thoại không dây và các thiết bị điện tử tiêu dùng khác, nhưng tránh nhiễu với Wi-Fi , Bluetooth và các hệ thống khác hoạt động trên băng tần 2,4 GHz đông đúc . Các lớp thấp hơn, MAC và PHY, được mô tả bởi ITU-T G.9959 và hoàn toàn tương thích ngược. Năm 2012, Liên minh Viễn thông Quốc tế(ITU) bao gồm các lớp ZY Wave PHY và MAC như một tùy chọn trong tiêu chuẩn G.9959 cho các thiết bị không dây dưới 1 GHz. Tốc độ dữ liệu bao gồm 9600 bps và 40 kbps, với công suất đầu ra ở mức 1 mW hoặc 0 dBm. Chip thu phát Z-Wave được cung cấp bởi Silicon Labs .

Bảng tần số được sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới: 

Tần số tính bằng MHz

Được dùng trong
919,8; 921,4 Úc, New Zealand, Malaysia, Brazil, Chile, El Salvador, Peru
868.4 Trung Quốc, Singapore, Nam Phi
920 - 923 nước Thái Lan
922 - 926 Nhật Bản, Đài Loan
869 Nga
919 - 923 Nam Triều Tiên
916 Ixraen
919.8 Hồng kong
908,4; 908,42; 916 Hoa Kỳ, Canada, Argentina, Guatemala, The Bahamas, Jamaica, Barbados, Mexico, Bermuda, Nicaragua, Bolivia, Panama,

Quần đảo Virgin thuộc Anh, Suriname, Quần đảo Cayman, Trinidad & Tobago, Colombia, Turks & Caicos, Ecuador, Uruguay

920 - 925 Đài Loan
868,40; 868,42; 869,85 Các quốc gia CEPT (Châu Âu và các quốc gia khác trong khu vực), Guiana thuộc Pháp
865.2 Ấn Độ

Thiết lập mạng, cấu trúc liên kết và định tuyến.

Z-Wave sử dụng kiến trúc mạng lưới định tuyến nguồn . Mạng lưới còn được gọi là mạng ad hoc không dây . Trong các mạng như vậy, các thiết bị sử dụng kênh không dây để gửi tin nhắn điều khiển sau đó được các thiết bị lân cận chuyển tiếp theo kiểu sóng. Do đó, thiết bị nguồn muốn truyền được gọi là bộ khởi tạo. Do đó, định tuyến ad-lưới bắt đầu nguồn. Có một số giao thức định tuyến lưới bắt đầu được đề xuất trong giai đoạn đầu những năm 1990. Những cái trước đó là Định tuyến vectơ khoảng cách theo yêu cầu (AODV) và định tuyến nguồn động (DSR). 

Các thiết bị có thể liên lạc với nhau bằng cách sử dụng các nút trung gian để chủ động định tuyến xung quanh và tránh các chướng ngại vật trong gia đình hoặc các điểm chết vô tuyến có thể xảy ra trong môi trường đa đường của một ngôi nhà. Một tin nhắn từ nút A đến nút C có thể được gửi thành công ngay cả khi hai nút không nằm trong phạm vi, với điều kiện là nút thứ ba B có thể giao tiếp với các nút A và C. Nếu tuyến ưa thích không có sẵn, người khởi tạo tin nhắn sẽ thử các tuyến khác cho đến khi tìm thấy đường dẫn đến nút C. Do đó, mạng Z-Wave có thể trải rộng hơn nhiều so với phạm vi radio của một đơn vị; tuy nhiên, với một vài bước nhảy này, một độ trễ nhỏ có thể được đưa ra giữa lệnh điều khiển và kết quả mong muốn. 

Mạng đơn giản nhất là một thiết bị có thể điều khiển duy nhất và bộ điều khiển chính. Các thiết bị bổ sung có thể được thêm vào bất cứ lúc nào, cũng như các bộ điều khiển thứ cấp, bao gồm bộ điều khiển cầm tay truyền thống, bộ điều khiển khóa fob, bộ điều khiển chuyển đổi tường và các ứng dụng PC được thiết kế để quản lý và điều khiển mạng Z-Wave. Mạng Z-Wave có thể bao gồm tối đa 232 thiết bị, với tùy chọn bắc cầu qua mạng nếu cần nhiều thiết bị hơn. 

Một thiết bị phải được "đưa vào" mạng Z-Wave trước khi có thể điều khiển thiết bị qua Z-Wave. Quá trình này (còn được gọi là "ghép nối" và "thêm") thường đạt được bằng cách nhấn một chuỗi các nút trên bộ điều khiển và trên thiết bị được thêm vào mạng. Trình tự này chỉ cần được thực hiện một lần, sau đó thiết bị luôn được bộ điều khiển nhận ra. Các thiết bị có thể được loại bỏ khỏi mạng Z-Wave bằng một quy trình tương tự. Bộ điều khiển tìm hiểu cường độ tín hiệu giữa các thiết bị trong quá trình đưa vào, do đó kiến ​​trúc hy vọng các thiết bị sẽ ở vị trí cuối cùng dự định trước khi chúng được thêm vào hệ thống. Thông thường, bộ điều khiển có một pin dự phòng nhỏ bên trong, cho phép rút phích cắm tạm thời và đưa đến vị trí của thiết bị mới để ghép nối. Bộ điều khiển sau đó được đưa trở lại vị trí bình thường và được kết nối lại.

Mỗi mạng Z-Wave được xác định bởi một ID mạng và mỗi thiết bị được xác định thêm bởi một ID nút. ID mạng (còn được gọi là Home ID) là nhận dạng chung của tất cả các nút thuộc về một mạng Z-Wave logic. ID mạng có độ dài 4 byte (32 bit) và được gán cho mỗi thiết bị, bởi bộ điều khiển chính, khi thiết bị được "đưa" vào Mạng. Các nút có ID mạng khác nhau không thể giao tiếp với nhau. Node ID là địa chỉ của một nút trong mạng. ID Node có độ dài 1 byte (8 bit) và phải là duy nhất trong mạng của nó. 

Chip Z-Wave được tối ưu hóa cho các thiết bị chạy bằng pin và phần lớn thời gian vẫn ở chế độ tiết kiệm năng lượng để tiêu thụ ít năng lượng hơn, chỉ thức dậy để thực hiện chức năng của nó. Với mạng lưới Z-Wave, mỗi thiết bị trong nhà phát ra tín hiệu không dây xung quanh nhà, dẫn đến mức tiêu thụ điện năng thấp, cho phép các thiết bị hoạt động trong nhiều năm mà không cần thay pin. Để các đơn vị Z-Wave có thể định tuyến các tin nhắn không mong muốn, chúng không thể ở chế độ ngủ. Do đó, các thiết bị hoạt động bằng pin không được thiết kế như các bộ lặp. Các thiết bị di động, chẳng hạn như điều khiển từ xa, cũng bị loại trừ do Z-Wave giả định rằng tất cả các thiết bị có khả năng lặp lại trong mạng vẫn ở vị trí được phát hiện ban đầu.

Bảo mật 

Z-Wave dựa trên thiết kế độc quyền, được Sigma Design hỗ trợ với tư cách là nhà cung cấp chip chính, nhưng đơn vị kinh doanh Z-Wave đã được Silicon Labs mua lại vào năm 2018. Vào năm 2014, Mitsumi đã trở thành nguồn thứ hai được cấp phép cho chip Z-Wave 500. Mặc dù đã có một số nghiên cứu an ninh học và thực tiễn về hệ thống tự động hóa nhà dựa trên Zigbee và X10 giao thức, nghiên cứu vẫn còn trong giai đoạn trứng nước để phân tích Z-Wave giao thức ngăn xếp lớp, đòi hỏi việc thiết kế một gói chụp đài phát thanh thiết bị và phần mềm liên quan để chặn truyền thông Z-Wave. Một lỗ hổng ban đầu đã được phát hiện trong các khóa cửa Z-Wave được mã hóa AES có thể được khai thác từ xa để mở khóa cửa mà không có kiến ​​thức về các khóa mã hóa và do các khóa đã thay đổi, các thông báo mạng tiếp theo, như trong "cửa đang mở", sẽ bị bỏ qua bởi bộ điều khiển được thiết lập của mạng. Lỗ hổng không phải do lỗ hổng trong đặc tả giao thức Z-Wave mà là lỗi triển khai của nhà sản xuất khóa cửa. 

Vào ngày 17 tháng 11 năm 2016, Liên minh Z-Wave đã công bố các tiêu chuẩn bảo mật mạnh mẽ hơn cho các thiết bị nhận Chứng nhận Z-Wave kể từ ngày 2 tháng 4 năm 2017. Được gọi là Bảo mật 2 (hoặc S2), nó cung cấp bảo mật nâng cao cho các thiết bị nhà thông minh, cổng và trung tâm thông minh . Nó che giấu các tiêu chuẩn mã hóa để truyền giữa các nút và bắt buộc các quy trình ghép nối mới cho mỗi thiết bị, với mã PIN hoặc mã QR duy nhất trên mỗi thiết bị. Lớp xác thực mới nhằm ngăn chặn tin tặc kiểm soát các thiết bị không được bảo mật hoặc bảo mật kém. Theo Liên minh Z-Wave, tiêu chuẩn bảo mật mới là bảo mật tiên tiến nhất hiện có trên thị trường cho các thiết bị và bộ điều khiển nhà thông minh, cổng và trung tâm. 

Phần cứng 

Con chip cho các nút Z-Wave là ZW0500, được xây dựng xung quanh bộ vi điều khiển Intel MCS-51 với xung nhịp hệ thống bên trong là 32 MHz. Phần RF của chip chứa bộ thu phát GisFSK cho tần số có thể lựa chọn phần mềm. Với nguồn điện 2.2-3.6 volt, nó tiêu thụ 23mA ở chế độ truyền. Các tính năng của nó bao gồm mã hóa AES-128, kênh không dây 100kbps, nghe đồng thời trên nhiều kênh và hỗ trợ VCP USB. 

So sánh với các giao thức khác 

Đối với mạng không dây nhà thông minh, có rất nhiều công nghệ cạnh tranh để trở thành tiêu chuẩn được lựa chọn. Wi-Fi tiêu thụ rất nhiều năng lượng và Bluetooth bị giới hạn về phạm vi tín hiệu và số lượng thiết bị. Các tiêu chuẩn mạng khác cạnh tranh với Z-Wave bao gồm Wi-Fi HaLow, Bluetooth 5, Insteon , Thread và ZigBee. Z-Wave có phạm vi hoạt động ngoài trời dài ở 90 mét (ngoài trời) và 24+ mét (trong nhà). Insteon có số lượng lớn khả năng thiết bị tối đa ở mức 17,7 triệu (với 65.000 của ZigBee và 232 của Z-Wave). Chủ đề có tốc độ truyền dữ liệu nhanh ở 250 kbps. Z-Wave có khả năng tương tác tốt hơn ZigBee, nhưng ZigBee có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn. Thread hoạt động trên tần số chuẩn Wi-Fi bận rộn là 2,4 GHz, trong khi Z-Wave hoạt động ở 908 MHz ở Mỹ, giúp giảm nhiễu và vùng phủ sóng lớn hơn. ZigBee hoạt động trên cả tần số 915 MHz và 2,4 GHz. Cả ba đều là mạng lưới. Z / Wave MAC / PHY được Liên minh Viễn thông Quốc tế tiêu chuẩn hóa trên toàn cầu như đài phát thanh ITU 9959 và các thông số kỹ thuật Tương tác Z-Wave, Bảo mật (S2), Middleware và Z-Wave qua IP đều được phát hành vào miền công cộng vào năm 2016, làm cho Z-Wave có thể truy cập cao đối với các nhà phát triển Internet of Things . 

Z-Wave ( Sóng Z )


DUONG GIA COMPANY

Địa chỉ:      Số 458D, Đường Nguyễn Hữu Thọ, P. Tân Hưng, Quận 7, TP.HCM

Store 1:     Số 458D, Đường Nguyễn Hữu Thọ, P. Tân Hưng, Quận 7, TP.HCM

Store 2:     189 Trần não, P. Bình An, Quận 2, TP. HCM TTBH: 92 Nguyễn Hữu Cảnh, Q. Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline:     02.837.717.668 - 02.86277.0840 

Email:        sale.kinglock@gmail.com

MST:          0313127685

Ngày cấp:  05/02/2015

Nơi cấp:     Sở kế hoạch và đầu tư TP.HCM

Tin Tức Mới Nhất
Liên hệ với chúng tôi

© Copyright 2014 www.kinglock.vn, all rights reserved.

Thiết kế website www.webso.vn