Z-Wave远程协议带动家庭自动化的应用革新

时间： 2024-07-10 来源：SILICON LABS（芯科科技）微信公众号

技术问答

SILICON LABS（亦称“芯科科技”）产品经理Eshita Srivastava近期撰写一篇关于Z-Wave远程协议（Z-Wave Long Range）或称Z-Wave LR的应用和解决方案的博文。文中除了说明该标准的基本特性、功能优势，以及其为智能家居技术领域带来的助益之外，同时也介绍了芯科科技的EFR32ZG2x SoC和Z-Wave 800 模块等领先支持Z-Wave LR的产品，有助于开发人员加速实现新标准设计。点击文末的阅读原文按钮阅读完整文章。

Z-Wave LR正在推动智能家居技术领域的创新，大多数2.4 GHz技术在满足范围需求方面存在挑战，而Sub-GHz的技术则面临输出功率有限的问题。Z-Wave LR是由Z-Wave联盟开发的一项技术，通过允许高达+30 dBm的发射功率、支持大型网络节点和长达10年的硬币电池寿命，同时保持Z-Wave向前兼容性和互操作性，显着增强了Z-Wave物联网无线网状网络协议的功能。

Z-Wave LR是一种不断发展的无线技术，它带来了一个新的连接时代，通过利用现有的调制技术，可以提供更大的范围（通过DSSS OQPSK)），同时满足监管要求，扩展了Z-Wave的应用范畴。Z-Wave LR具有显著的优势，因为它旨在为物联网网络提供更大的无线覆盖范围、更高的可扩展性、优化的电池寿命和强大的安全性。

选用芯科科技Z-Wave LR解决方案的好处

Z-Wave LR增加了Z-Wave设备之间的传输距离，当使用芯科科技EFR32ZG23设备时，输出功率为+20 dBm，达到了1.5英里。这种扩展的范围消除了对网络中继器或路由器的需求，且能提供完整的家庭或建筑区域覆盖。它释放了Z-Wave网络在家庭之外的新潜力，并进入酒店和多住宅单元（MDU）等更大的物业，使其更容易部署在院子末端或更远的物联网设备，以增强功能。

优化电池寿命

Z-Wave LR在考虑噪声和额外干扰信息后，根据实际范围需求优化电流消耗。这种动态传输功率控制不会浪费任何功率，并延长了电池寿命，使传感器在硬币电池上的使用寿命长达10年。

增加可扩展性

随着智能家居设备平均安装数量的增加，网络的压力也在增加。Z-Wave LR目前增加了单个物联网网络的可扩展性，以支持这一上升趋势。

面向先前版本的兼容性

Z-Wave认证要求向前兼容。这意味着，20多年前市场上的首批Z-Wave设备，在采用最新Z-Wave技术的网络中仍能按预期运行。该功能需要终端节点和网关/控制器来支持远程协议。

像ZG23和ZG28这样的设备被设计为可互操作和向前兼容。与其他Z-Wave设备一样，它们通过了相同的Z-Wave Plus v2认证程序，这使它们能够安装在任何现有的Z-Wave网络中。这些设备被设计为与任何先前安装的Z-Wave设备一起工作。

互操作性和安全性

Z-Wave LR设备使用Z-Wave的Security 2 (S2)框架，为智能家居设备和控制器提供端到端加密和高级安全性。这有助于确保拥有S2 Z-Wave设备的家庭保持安全。

Z-Wave认证确保Z-Wave生态系统中的每个产品，包括Z-Wave LR设备，都可以与其他所有产品一起工作，无论其类型、品牌、制造商或版本如何。这种互操作性扩展到Z-Wave LR设备，它可以安装在任何现有的Z-Wave网络中。

增加覆盖范围

Z-Wave LR设备可以提供较大的无线覆盖，当使用Z-Wave 800设备时，通过将Z-Wave设备之间的传输范围增加到1.5英里，从而消除了对网络中继器的需求。这种增加的范围允许Z-Wave网络扩展到家庭以外，如酒店和多住宅单元。对这类应用，远程、高性能、低功耗和增强的设备安全性至关重要。

Z-Wave LR的能耗效率

Z-Wave LR旨在扩展Z-Wave网络的范围，同时保持电源效率，这是通常依赖电池供电的智能家居设备的关键要求。此外，支持Z-Wave LR的Z-Wave 800系列已进一步优化为低功耗，使设备在硬币电池上运行长达10年。

Z-Wave LR是这样实现的：

● 动态发射功率控制

● 低功耗功能和电源管理

● 优化的通信协议

● 拓扑优势

然而，需要注意的是，Z-Wave LR的设计是为了在更广泛的Z-Wave生态系统中工作，该生态系统支持网状网络拓扑。这意味着当单个Z-Wave LR设备在星形网络中运行时，它们仍然可以成为更大更广泛的Z-Wave网状网络的一部分。

Z-Wave LR的目标应用

● 家庭自动化

● 大型物业

● 电池供电设备

● 商业用途

Z-Wave LR为大规模智能建筑部署提供了令人信服的解决方案。它提供了扩展范围的连接，节能的操作，以及与各种智能设备和系统的无缝集成。通过利用Z-Wave LR技术，建筑管理人员可以为居住者创造更高效、舒适和安全的环境，同时优化能源使用并降低运营成本。

无论选择Z-Wave的既定路径，还是冒险进入Z-Wave LR的未知水域，目标都是一样的:创造一个智能家居，随着技术的发展，这两波浪潮的故事也将永远交织在智能家居的历史中。

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