הבנת Zigbee ו Z-WAVE עבור Embedded Home Automation Systems

בניית מערכות אוטומציה ביתיות חזקות דורשות בחירה זהירה של פרוטוקול אלחוטי. Zigbee ו Z-Wave לשמש את הסטנדרטים של רשתות רשת בעלות כוח נמוך כוח נמוך עבור מכשירים משובצים כגון חיישנים, מנעולים, אורות.בניגוד Wi-Fi, אשר עדיפות רוחב פס גבוה וקישוריות ענן ישירה, Zigbee ו Z-Wave הם אופטימיזציה לשיעורי נתונים נמוכים, חיי סוללה מורחבים, ותקשורת אמינה-to-de-de-de-de-to-de-de-de-de-de-de-de-in-in-in-R, בין המהנדס מוצלח של פיתוח ארכיטקטוני, הוא שילוב של פיתוח ארכיטקטוני, בין ה-art מתקדם של טכנולוגיות מוצלח של טכנולוגיות.

אדריכלות: The Mesh Networking Architecture

שני הפרוטוקולים משתמשים ב- mesh Network topologies. in a mesh, כל מכשיר יכול להעביר נתונים לשכניו.אדריכלות זו מספקת שני יתרונות עיקריים עבור מערכות משובצות: טווח פיזי מורחב ונתיבי תקשורת מחוסנים.אם מסלול ישיר בין מתג אור לבין בקר שלו נכשל, ה- mesh מיישר נתיב את האות דרך עוד מבוי סמוך.

איך Zigbee בונה את האפר

(הופנה מהדף IEEE 802.15.4 סטנדרטי) יוצר מרש אמיתי שבו שלושה סוגים של מכשירים נפרדים coexist.TheFLT:0Zigbee מתאם (ZC) ראשי תיבות של ZLT:1 יוזם את הרשת ולנהל את מפתחות האבטחה.FLT:2Zigbee Roadrs (ZR) ניהול קודבי 3 הם מכשירים מופעלים כי תנועה מתקדמת.

כיצד Z-Wave Structures רשת

(ב) , Z-Wave פועל בספקטרום תת-הרץ (כ-908 MHz בצפון אמריקה, 868 MHz באירופה) ומשתמש בערימה קניינית של מחסניות ה- MHz (כ-908 מ"ר) אשר שומרת על שולחן מקיף של מכשירים הידועים כ-FLT:0Routing slaves FLT1 יכול לקבל ולעבור פקודות מיוחדות של Z-WAVEA הוא LT5:

שיקולים קשים עבור מעצב Embedded

בחירת סיליקון הנכון היא ההחלטה העיקרית הראשונה.שני המערכות האקולוגיות התאחדו באופן משמעותי סביב כמה ספקים מרכזיים.

Zigbee Silicon andמודולs

פיתוח Zigbee תומך בפתרונות System-on-Chip (SoC) המשלבים את המיקרובקר והרדיו. משפחות פופולריות כוללות את ה-FLT:0Silicon Labs EFR32MG סדרה 2FLT:1 וגישה ה-FLT:2Texas CC2652FLT:3 , חלקים אלה מציעים זיכרון פלאש נדיב, חומרת, וחומרה עבור ה-A8-iOS נדרש לעתים קרובות כדי להעריך את שטח אחסון של חיישן CV.

Z-Wave Silicon andמודולs

מעבדות הסיליקון הן היצרן הבלעדי של Z-Wave SoCs. ZGM130S ו- Z-Wave 800 סדרה מודולים משלב את הרדיו עם הליבה ARM Cortex-M4. יתרון חומרה קריטי של Z-Wave הוא ערימה של Z-GHz שלה, כמו גם תדרי פיתוח מלוטשים לחלוטין, כמו 2.4 אותות GHz, המספקים חדירה גבוהה דרך קירות וקומות.

עיצוב אנטנה ו- RF Layout

ללא קשר לבחירת פרוטוקול, אנטנה התאמה ופריסת PCB מכתיבים ביצועים בעולם האמיתי.אנטנה מותאמת גרועה יכולה להפחית טווח ב-50% או יותר. Zigbee, הפועלת ב-2.4 GHz, רגישה במיוחד למחיקה של מאולמות פלסטיק או מטוסים קרקעיים סמוכים. Z-Wave מאפשר את התדר הנמוך יותר, אך לעתים קרובות יותר יעיל, מונופולים בגודל בינוני או מגודל בקפידה של רדיוקסים עבור מעבדי רדיוקסים (FCC) דורש אימות רדיו.

פיתוח: Software Stacks and Developmentflow

בגרות של ערימה התוכנה משפיעה ישירות על זמן לשוק.שני הפרוטוקולים התפתחו מעבר לגישה פשוטה של רדיו גולמי למסגרות רחבות יישומים.

Zigbee Stack (Z-Stack, ZBOSS, EmberZNet)

Zigbee מגדיר שכבות מרובות.התתת התמיכה באפליקציות (APS) מנהלת את נקודת הקצה של טיפול וערימות בין-device מחייב. Zigbee Device Object (ZDO) מטפלת במשימות ניהול רשת כמו גילוי מכשירים ויציאה / פעילות.פרופיל היישומים (Zigbee 3.0) מאמת את התנהגות ההתקן המופשטת של יצרנים. for a Animated Developer, זה אומר קוד כתיבה המגדיר "Clusters" (למשל, תיאום, כמו: HDC.F) מחסנים, לדוגמה, מחסנים, מחסנים, מחסנים, מחסנים, מחסנים של ה-CLCD.com, מחסנים, מחסנים של ה-C.

Z-Wave Stack and Command Lessons

מודל התוכנה של Z-Wave הוא ממוקדת המכשיר. Interoperability מאוכפים באמצעות FLT:0Command כיתות FLT:1, אשר הם קבוצות פונקציה סטנדרטית. A "Binary Switch" צויין בדיוק כיצד משלח מופעל או כבוי. A "Door Lock" מגדיר את אמצעי המניעה הספציפיים עבור מנעולים, נעילה, ודיווח זה הוא תנאי אבטחה קשיחים עם תכונות תחזוקה סלקטיביים עם יכולת הפעלה פשוטה.

ניהול חשמל וסוללת חיים אופטימיזציה

מקרה שימוש ראשוני בשני הפרוטוקולים הוא חיישן מופעל סוללות.מקסום חיי סוללה דורש צמצום זמן רדיו פעיל ומקסימום עומק שינה.

Zigbee End Device Power Saving

(Zigbee End מכשירים (ZEDs) מתעוררים, סקר את נתב ההורים שלהם עבור הודעות ממתינים, להעביר כל נתוני חיישן, ולחזור לישון. מרווח המדגם הוא תצורה, אך ישירות משפיע על הגמישות. חיישן טמפרטורה עשוי לבדוק כל 10 דקות, בעוד חיישן דלת עשוי לעבור כל שנייה.השינה העמוקה על Zigbee SoCs המודרנית יכולה לרדת מתחת 1 μA, מה שהופך את תא 2-3 של זמן קצר יותר של חיישן אנרגיה אופייני (Fightve) למשך כמה זמן קצר יותר מצמצם את כל זמן לחץ אווירת (שעון ירוק).

Z-Wave FLiRS ו- Listen Mode

הגישה של Z-Wave לחיסכון בסוללה היא ה-FLT:0 (FLiRSFIRLT:1 ), (המצב של הקשבה כנה לעבד) הוא מכשיר FLiRS מתעורר כל שנייה או כל כמה מאות מילימטרים כדי "לרשום" עבור נקודת מבט פיזית על ידי שימוש לא יציב, אם הוא מזהה קרן, הוא נשאר ער כדי לקבל את הפיקוד המלא של אותו במהירות, כי צריך להיות בעל פה אחד, כמו צמיד חיובי, כדי להגיב על ידי לחץ חיובי, כדי להגיב על ידי שקיפות, כי הוא צריך להיות בעל השפעה נמוכה, כי הוא צריך להיות בעל פה, כי הוא צריך להיות בעל פה, כי הוא צריך להיות בעל פה, כי הוא צריך להיות בעל פה אחד קטן, כדי להגיב על ידי צמיד גבוה יותר מדי פעם לא פחות או יותר מדיום חיובי, כי הוא צריך להיות בעל פה אחד, כי הוא צריך להיות בעל פה אחד, כדי להגיב על ידי צמיד חיובי, כדי להגיב על ידי צמיד גבוה, כי הוא צריך להיות בעל פה אחד, כי הוא צריך להיות בעל השפעה טובה כדי להיות בעל פה אחד, כי הוא צריך להיות בעל פה, כי הוא צריך להיות בעל פה, כי הוא צריך להיות בעל פה אחד, כי הוא צריך להיות בעל פה אחד, כי הוא צריך להיות בעל

אדריכלות אבטחה

אבטחה היא חובה הן במערכת האקולוגית המודרנית, אך פרטי היישום משפיעים על תהליך העיצוב המוטבע.

Zigbee 3.0 אבטחה

Zigbee 3.0 משתמש במודל אבטחה המבוסס על הצפנה של AES-128 עם מפתח רשת ומפתח קישור. במהלך הגיוס, מכשירים חייבים להשתמש בקוד התקן נגזר משיטת Out-of-Band (OOB), כגון קוד QR מודפס או קידוד יצרן-חנויות ישרה.זה מונע את ההתקפה "מפתחת הידועה" כי מגיפה מוקדם Zig יישומי פלאשיבי עבור מהנדסים, זה אומר תמיכה מאובטחת על ידי אחסון מאובטח על ידי אבטחה מנגנונים מאובטחים או הגנה מפני אבטחה מאובטחים על שטח מאובטח (הגנה מאובטח) הגנה מאובטח על גבי מנגנונים מאובטחים על גבי מנגנונים מאובטחים מאובטחים על גבי מנגנונים מאובטחים על גבי מנגנוני אחסון מאובטחים על גבי מנגנוני אחסון מאובטחים על גבי "מרכז מאובטחים" הגנה מאובטחים על ידי אבטחה מאובטחים על ידי אחסון מאובטחים על ידי אחסון מאובטחים על ידי אבטחה מאובטחים על ידי אבטחה מאובטחים על ידי אבטחה מאובטחים על ידי אבטחה מאובטחים על ידי אבטחה מאובטחים על ידי אבטחה מאובטחים על ידי אבטחה מאובטחים על ידי הגנה מפני אבטחה מאובטחים על ידי אבטחה מאובטחים על ידי אבטחה מאובטחים על ידי הגנה מפני אבטחה מאובטחים על ידי הגנה מפני אבטחה מאובטחים על ידי הגנה מפני מנגנונים מאובטחים על ידי הגנה מפני מנגנוני הגנה מפני מנגנוני אבטחה מאובטחים על

Z-Wave S2 Security

Z-Wave S2 נחשב תקן הזהב עבור אבטחה ביתית חכמה.זה משתמש Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) חילופי מפתח כדי להבטיח כי מפתח הרשת לעולם אינו מועבר במונח פשוט.DSK (Device Specific Key) מודפס על המכשיר מאובטח ה- ZAVEK או ההתקנה אישרה את 5 הספרות האחרונות של DSK במהלך הכללה למכשיר ה-Stei-R (R) הוא למעשה מאובטח של תוכנית הגנה מרחוק עלות של ה- ZvD.

מיקום שוק ושילוב Ecosystem

הבחירה בין Zigbee ו Z-Wave תלויה לעתים קרובות בשוק היעד ובמערכת האקולוגית הקיימת.

מתי לבחור Zigbee

[ה] Zigbee שולט היסטורית בשוק התאורה והחיישנים של ה-Hyphs Hue, IKEA TRADFRI, וחיישנים רבים של צד שלישי משתמשים Zigbee.השיעור הגבוה ביותר של הנתונים (250 kbps) הופך אותו מתאים לעדכונים קושחיקה וזרמים מורכבים יותר של נתונים.הוא פועל ב-2.4 GHz זמין בעולם, אשר מפשט את הלוגיסטיקה עבור מוצרים שנמכרו ברחבי העולם.

מתי לבחור Z-Wave

[ה] Z-Wave שולט בשוק האבטחה והגישה של בקרת גישה.תהליך ההסמכה המחמיר שלו ושיעורי הפיקוד הסטנדרטיים מבטיחים כי מערכת מנעול Z-Wave או אזעקה ממותג אחד תעבוד באופן אמין עם בקר ממותג אחר.הספקטרום התת-GHz מציע טווח עליון וחסינות רעש בהשוואה ל-2.4 GHz הדחוסים יותר.

ההשפעה של החומר

(ב) תקן הבית החכם החדש שפותח על ידי הברית התקנים של Connectivity Standards Alliance (ראה אור:0CSAuaFLT:1), פועל על פני שורת, Wi-Fi, ו- Ethernet.It אינו פועל על Zigbees או Z-Wave עשוי לתרגם ממשק יחיד של X-Wave אינו מוחלף רק פרוטוקולים אלה עבור נקודות מבטחים ספציפיים שלהם, ומערכת אקולוגית מורכבת כמו תאורה מלאה של ZBOBOBOV, או ZV, לעומת זאת, לעומת זאת, או ZV, לעומת זאת, או ZWave, או ZV, או לוח הבקרה, לעומת זאת, או ZV, לעומת זאת, או ZWave, לעומת זאת, או מערכת אבטחה, או ZV, או ZVER (ה) או ZVDVSER (המרכז אבטחה לא ידרוש לעתים קרובות, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, או מערכת ההפעלה של Windows ראשי תיבות של הגשר החכם, במקום זאת, או מערכת יחסים לא ידרושהספקודור יחיד, או מערכת יחסים של רדיו מאובטח, במקום זאת, במקום זאת, לדוגמה, לדוגמה, או מערכת יחסים לא ידרוש רק עבור מערכת יחסים של הגשר החכם, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה,

אתגרים אמיתיים

מפתחים מתמודדים עם מכשולים נפוצים ללא קשר לבחירת פרוטוקול.

Network Commissioning and User Experience

תהליך הצטרפות למכשיר לרשת הוא אתגר ממשק משתמש קריטי. Zigbee משתמש "Touch" או "מצא ו Bind", בעוד Z-Wave משתמש "SmartStart" שבו המרכז כולל אוטומטית מכשירים הנמצאים בטווח ומופעלים על ידי מוצר בשוק המוני, ניסיון כולל חלק (לעיתים קרובות באמצעות סריקה קוד QR ולחיצת כפתור) הוא מפתח, פלאש, או LED, באופן ברור, הצטרף משוב לקוחות (לא הצטרף).

עדכון חברותי ויציבות

שני הפרוטוקולים תומכים בעדכון קושחה Over-the-Air (טא) .מהנדס חייב ליישם לקוח חזק OTA שיכול לעמוד בכישלון כוח במהלך כתיבת פלאש.שימוש בזיכרון פלאש חיצוני עבור תמונה קושחית משנית (A/B Partitioning) מגביר את העלות החומרה אך מפחית באופן משמעותי את הסיכון של ללבנה מכשיר.הרשת חייבת גם להיות מסוגלת להתמודד עם מכשירים שלא להתגבש לאחר מחזור כוח רכזת או "ת" היא תכונה של עיצובית.

עלויות הסמכה וקווי זמן

הסמכה אינה ניתנת להשגה. Zigbee הסמכה (per the CSA) מבטיחה בין האפשרויות. Z-Wave הסמכה היא צר יותר אבל עמוק יותר, הדורש מקרים ספציפיים עבור כל מחלקה אשראי נתמך עלויות הסמכה יכול לנוע בין כמה אלפי דולרים עבור חיישן Zigbee פשוט ללמעלה מ-5,000 $ עבור מעבד Z-Wave הסמכה זמן עבור, אם אין גדול של פרוטוקולים עבור בדיקת F-COPL (בדרך כלל) או 4 שבועות עבור פליטהייט עבור בדיקת רדיו (או).

מסקנה

בחירת פרוטוקול אלחוטי למוצר אוטומציה ביתי מוטבע הוא הסכם סחר בין יכולות טכניות, בגרות אקולוגית ודרישות שוק. Zigbee מציע צפיפות גבוהה וניתנות רחבה עבור מערכות אקולוגיות מורכבות של צרכנים. Z-Wave מספק אבטחה חזקה, ביצועים צפויים, וטווח מעולה עבור מחסניות אבטחה ברמה מקצועית לאבטחת מחשבים.