هوشمند سازی تجهیزات نیازمند پروتکل‌ها و روش‌هایی برای ایجاد ارتباط بین دستگاه‌ها بوده و از این رو انواع فناوری‌های نوین در این راستا به وجود آمده‌اند. به طور معمول راه‌های ارتباطی ساده‌ای همچون بلوتوث برای اتوماسیون خانگی و در مواردی مثل قفل هوشمند کافی و یا کاربردی نبوده و از این رو پروتکل‌های مخصوصی ایجاد شده‌اند که پروتکل Z-Wave یکی از مهمترین آن‌ها به شمار می‌رود. از این پروتکل کاربردی در زمینه‌ها و محصولات مختلفی از جمله قفل هوشمند ایرانی استفاده میشود و از این رو در ادامه این مطلب شما را با آن آشنا می‌کنیم.
همان‌طور که گفتیم، تجهیزات و لوازم هوشمند امروزی که مبتنی بر شبکه‌های ارتباطی مخصوص هستند، به پروتکل‌های خاصی برای فراهم شدن این ارتباطات نیاز داشته‌اند و از این رو فناوری‌های جدیدی برای پاسخگویی به این تقاضا به وجود آمدند. برای مثال پروتکل زیگبی به عنوان یکی از پروتکل‌های مخصوص محبوبیت فراوانی در صنعت هوشمند سازی و اتوماسیون خانگی برای خانه هوشمند پیدا کرد. اما پس از آن هم همچنان پروتکل‌های پیشرفته‌تر و مدرن‌تری وارد عرصه بازار شدند که پروتکل Z-Wave یکی از نمونه‌های قابل‌توجه به شمار می‌رود. مهمترین چیزی که باید در خصوص این پروتکل به خاطر بسپارید، آن است که تا حدودی شبیه بلوتوث یا وای‌فای بوده با این تفاوت که سازندگان زدویو آن را به طور اختصاصی برای تجهیزات و اتوماسیون خانگی ساخته‌اند.
پروتکل zwave چیست؟
موضوعات این مقاله
پروتکل zwave یک پروتکل باکیفیت و حرفه‌ای برای ایجاد ارتباطات بی‌سیم در تجهیزات هوشمند از جمله قفل هوشمند است. در واقع به زبانی ساده، این پروتکل برای ایجاد ارتباطات دو طرفه بین تجهیزات دیجیتال و هوشمند و یا ارسال و دریافت پیام کاربرد دارد. از ویژگی‌های قابل‌توجه آن می‌توانیم به کم‌مصرف بودن، ایمنی بالا، سازگاری گسترده و کیفیت عالی اشاره کرد.
در مجموع این مورد از انواع پروتکل خانه هوشمند راهکاری منحصر به فرد برای ارتباطات بی‌سیم است چراکه از قابلیت‌های مهمی همچون شبکه‌های مش به طور کامل پشتیبانی کرده و از جهتی به عنوان یک پروتکل قدرتمند در اقلام و تجهیزات فراوانی قابل استفاده است. پروتکل zwave مبتنی بر شبکه رادیویی بی‌سیم بوده و در مقایسه با شبکه‌ها و پروتکل‌های وای‌فای مصرف کمتری دارد. به طور معمول در ایران از فرکانس ۸۶۸ مگاهرتزی این پروتکل استفاده میشود و در مقابل وای‌فای و بلوتوث دارای فرکانسی بیش از ۲ گیگاهرتز هستند.
تاریخچه پروتکل zwave
تاریخچه زدویو به بیش از ۲ دهه قبل باز می‌گردد. به طور خلاصه، یک کمپانی دانمارکی با عنوان Zensys در سال ۱۹۹۹ پروتکل زدویو را معرفی کرد و در همان سال سیستم روشنایی خود را به این پروتکل مجهز ساخت. پس از مدتی چندین کمپانی بزرگ پروتکل zwave را در تولیدات خود به کار گرفتند.
این استاندارد با گذشت مدت کوتاهی توجه شرکت‌های بیشتری را جلب نمود و از این رو کمپانی Bessemer Venture بر آن سرمایه‌گذاری کرد. در آن ابتدا تنها ۶ دستگاه از این پروتکل استفاده می‌کردند اما تا سال ۲۰۱۹ این تعداد به چیزی بیش از ۲۶۰۰ دستگاه رسید. هم اکنون هم به دلیل برخورداری از مزایایی مهم به عنوان یکی از پروتکل‌های پرطرفدار و پرکاربرد در میان انواع پروتکل خانه هوشمند و تجهیزات پیشرفته استفاده میشود.
نحوه کار پروتکل zwave
نحوه کار پروتکل Z-Wave به نسبت ساده است و بر پایه شبکه مش و ساختار آن پیش می‌رود. در واقع از طریق این شبکه بین دستگاههای هوشمند، برای مثال قفل هوشمند و گوشی هوشمند، کانال ارتباطی ایجاد شده و فرامین و دستورات را از این طریق بین دستگاه‌ها انتقال می‌دهد.
به عبارتی دیگر، پروتکل zwave از طریق ایجاد یک شبکه ارتباطی بین دستگاههای هوشمند، برای مثال شبکه ارتباطی بین گوشی و خانه، کار میکند. به عنوان نمونه ممکن است شما از طریق گوشی بخواهید روشنایی خانه را تنظیم کنید، در این راستا زدویو این پیام را از گوشی تلفن همراه شما به سیستم روشنایی ارسال میکند.
در مجموع این پروتکل با کمک شبکه مش می‌تواند رنج و گستره عظیمی را پوشش دهد و کنترل یا مدیریت سیستم‌ها را برای کاربران آسان‌تر سازد. به طور کلی زدویو از این پنج عضو مهم و اصلی تشکیل شده و با کمک آن‌ها امکان استفاده از این پروتکل فراهم میشود:
- کنترل کننده
- جدول مسیر‌یابی
- گره‌های Slave
- Home ID
- Node ID
علاوه‌بر این، توجه داشته باشید که در حال حاضر پروتکل zwave پلاس هم محبوبیت فراوانی پیدا کرده و عملکرد تقریباً مشابهی دارد. تفاوت مدل پلاس این است که طیف گسترده‌تری را پشتیبانی کرده و به طور معمول عمر باتری آن هم طولانی‌تر است.
محدوده فرکانس پروتکل zwave
زدویو یک پروتکل کم‌مصرف به حساب می‌آید که به طور معمول از فرکانس پایین ۸۶۸ مگاهرتز استفاده کرده و از این رو مصرف انرژی کمی هم دارد. البته در مجموع می‌توان گفت که وابسته به نوع مورد استفاده آن، محدوده فرکانس پروتکل zwave به حدود ۸۰۰ الی ۹۰۰ مگاهرتز می‌رسد. این فرکانس در نوع اروپایی ۸۶۸ مگاهرتز، در نوع آمریکایی ۹۰۸ مگاهرتز و در نوع آسیایی در محدوده ۸۶۵ الی ۹۲۶ مگاهرتز قرار دارد. این در حالی است که محدوده فرکانس پروتکل‌های دیگری همچون پروتکل زیگبی و وای‌فای به بیش از ۲ گیگاهرتز می‌رسد.
نحوه استفاده از پروتکل zwave؟
نحوه استفاده از پروتکل zwave چندان پیچیده و دشوار نیست و به آسانی می‌توانید از آن استفاده کنید. در ابتدا باید کنترلر آن را انتخاب کرده و منظور از کنترلر یک کنترل کننده یا سیستم مرکزی برای مدیریت شبکه یا تجهیزات است. این کنترلر به تمامی دستگاه‌ها متصل شده و وضعیت آن‌ها را بررسی و مشخص میکند.
در مرحله بعدی باید بر اساس نوع زدویو مورد استفاده و دستورالعمل‌های ارائه شده برای آن، این پروتکل را به شبکه متصل کنید. به طور معمول بر خلاف شبکه‌هایی همچون وای‌فای، در متصل کردن و راه‌اندازی زدویو به وارد کردن پسورد یا اقدامات مشابه نیازی نیست.
سپس هم دستگاههای مختلف خانه هوشمند خود را به آن اضافه کنید. در نهایت، در صورت نیاز می‌توانید قوانین خاصی را مطابق میل خود به این پروتکل و شبکه آن اضافه کرده تا بر اساس دلخواه شما کار کند. به همین آسانی و در چند مرحله ساده از این پروتکل در شبکه استفاده کرده‌اید.
کاربرد پروتکل zwave
از پروتکل Z-Wave در زمینه‌های گسترده و متنوعی استفاده میشود که البته این محبوبیت را مدیون مزایا و امکانات پیشرفته است. در مجموع تعدادی از مهمترین کاربردها در این سیستم‌ها و شبکه‌ها خلاصه میشود:
- سیستم روشنایی هوشمند: سیستم روشنایی هوشمند یکی از تکنولوژی‌های به‌روز و پرطرفدار است که البته امکان استفاده از آن به لطف پروتکل‌هایی مانند پروتکل zwave وجود دارد. از این طریق می‌توانید به آسانی میزان روشنایی را کنترل کنید.
- پریزهای هوشمند: در ادارات و منازلی که از انواعی از سیستم و دستگاه استفاده می‌شوند، پریزهای هوشمند دارای زدویو به مانیتور کردن مصرف انرژی هر یک از دستگاه‌ها کمک می‌کنند.
- سنسورهای هوشمند: زیویو در انواعی از سنسورهای هوشمند استفاده میشود. برای مثال در سنسورهای هوشمند تشخیص دود، گاز و آب به کار گرفته میشود و ایمنی بسیاری از ساختمان‌ها را، چه تجاری و صنعتی یا چه مسکونی، تضمین میکند.
- انواعی از قفل هوشمند و اتصال به تلفن همراه: با این تکنولوژی می‌توانید حتی از راه دور هم وضعیت درب منزل و قفل هوشمند خود را بررسی کرده و ایمنی را افزایش دهید.
- دماسنج‌های هوشمند: به احتمال زیاد انواع دماسنج هوشمند را در محیط‌های مختلفی از جمله مراکز تجاری و اداری مشاهده کرده باشید یا حتی شاید نمونه‌ای از آن را در خانه هوشمند خود داشته باشید. بسیاری از این دماسنج‌ها با کمک پروتکل پرکاربرد و محبوب zwave کار می‌کنند.
- اتاق هوشمند کودک: اتاق هوشمند کودک راه نجاتی برای بسیاری از نگرانی‌های خانواده‌ها بوده و البته اتصال تجهیزات این اتاق به تلفن همراه یا کنترل کننده مادر و پدر نیازمند پروتکلی مانند زیویو بوده است.
- راهی برای کنترل سیستم آبیاری: انواع سیستم آبیاری هوشمند برای مدیریت بهتر آبیاری ساخته شده‌اند که پروتکل هوشمند سازی Z-Wave در بسیاری از آن‌ها وجود دارد.
- امکان‌پذیر کردن مدیریت مصرف انرژی: با کمک این پروتکل می‌توانید مصرف انرژی خانه خود را مدیریت و کنترل کنید. زمانی که مدتی از آن بهره بگیرید، متوجه الگو و نحوه مصرف انرژی خانه خود خواهید شد و می‌توانید تغییرات لازم را برای مصرفی بهینه انجام دهید.
همان‌طور که مشخص است، تقریباً در هر جایی که نیاز به هوشمند سازی یا مدیریت سیستم‌ها و شبکه‌های هوشمند باشد، پروتکل زدویو می‌تواند به کار آید. در مجموع استفاده از این پروتکل پیشرفته در سیستم‌ها و تجهیزات مذکور نه تنها باعث به‌کارگیری آسان‌تر و بدون تأخیر آن‌ها میشود، بلکه ایمنی بالای پروتکل zwave امنیت دستگاه را هم تضمین خواهد کرد.
مزایا و معایب پروتکل zwave
به طور کلی مزایا و معایب پروتکل Z-Wave باعث شده که در زمینه تجهیزات هوشمند از جمله در انواع سیستم امنیتی هوشمند خانه کاربرد فراوانی داشته باشد. شما هم اگر می‌خواهید به طور کامل با این پروتکل محبوب آشنا شوید، باید از این مزایا و معایب مطلع باشید:
مزایای پروتکل zwave
پروتکل زدویو از ویژگی‌های مهمی برخوردار بوده که آن را نسبت به برخی از پروتکل‌های محبوب دیگر متمایز کرده است. به طور خلاصه سازگاری بالا، بدون تداخل بودن، تأخیر کم، درجه کیفی بالا، ایمن بودن و نصب آسان تعدادی از مزایا به شمار می‌روند. اما در مجموع اصلی‌ترین و مهمترین مزایایی که این پروتکل را نسبت به سایر نمونه‌ها متفاوت کرده، این موارد هستند:
- سازگاری بالا با انواعی از دستگاه‌ها و سیستم‌ها: این پروتکل با انواع دستگاه‌ها و سیستم‌های شما سازگاری پیدا کرده و در اغلب موارد برند دستگاه مورد استفاده شما در اتصالات زدویو تأثیری نمی‌گذارد.
- بدون تداخل با سایر فرکانس‌ها و شبکه‌ها: اگر در خانه هوشمند یا منزل شما دستگاههای مختلفی با بلوتوث و وای‌فای کار می‌کنند، زدویو با فرکانس متفاوت خود با آن‌ها تداخلی نخواهد داشت.
- مصرف انرژی بسیار کم در مقایسه با سایر پروتکل‌ها: این پروتکل انرژی بسیار کمی را مصرف میکند که باعث شده بتواند مدت‌ها با یک باتری دوام بیاورد. در واقع در آن یک تکنولوژی خاص با عنوان FLiRS وجود داشته که به کاهش مصرف انرژی آن کمک شایانی میکند.
- بهره‌گیری از تأخیر کم: این پروتکل پیشرفته از تأخیر کمی برخوردار بوده و از این رو بدون دردسر فرامین و دستورات شما را اجرا میکند.
- قابلیت پشتیبانی از شبکه مش: Z-Wave بر اساس شبکه ارتباطی مش ساخته شده و به عبارتی وجود این شبکه به آن کمک میکند تا دستگاههای مختلف شما در یک شبکه به خوبی متصل شوند.
- درجه کیفی بالای ساخت: بیش از دو دهه از تولید و گسترش زدویو می‌گذرد و به این ترتیب می‌توان گفت در این سال‌ها بسیار پیشرفته شده و درجه کیفی قابل‌توجهی را به دست آورده است. البته اگرچه محبوبیت این پروتکل در مقایسه با پروتکل زیگبی کمتر است، اما همچنان به دلیل درجه کیفی بالا در تجهیزات و محصولات گوناگونی استفاده میشود.
- امکان کنترل از راه دور یا محلی: تصور کنید که طبقات آپارتمان را تا پارکینگ گذرانده‌اید و حال که در ماشین نشسته‌اید، در خصوص قفل کردن درب منزل اطمینان ندارید. وجود پروتکل zwave در قفل هوشمند با پوشش گستره‌ای حدود ۱.۶ کیلومتری، به شما اجازه می‌دهد که از همان پارکینگ وضعیت قفل بودن درب را بررسی و تنظیم کنید.
- پروتکلی قابل‌اطمینان و ایمن: این پروتکل با رمزگذاری و طراحی خاصی بر اساس استانداردهای جهانی ساخته شده و از این رو ایمنی بالایی را ارائه میکند.
- نصب و استفاده آسان: نحوه استفاده از این پروتکل بسیار آسان بوده و به راحتی می‌توانید دستگاههای مختلفی را به آن متصل کنید.
- طول عمر زیاد باتری: همان‌طور که اشاره کردیم، زدویو از فناوری خاصی برخوردار است که به آن در مصرف انرژی کمتر و عمر طولانی‌تر باتری کمک شایانی میکند. حتی از قابلیت Sleep Mode برخوردار بوده که این قابلیت هم به مصرف انرژی کمتر و طول عمر زیاد باتری کمک میکند.
- ایجاد امکان ارتباط دو طرفه: پروتکل zwave راهی برای ایجاد ارتباطات دو طرفه بین دستگاههای هوشمند شما بوده و به این ترتیب فرامینی که با کمک آن ارسال می‌کنید، به درستی تأیید و اجرا خواهند شد.
- افزایش امنیت محل زندگی: این پروتکل می‌تواند هشدارها و پیام‌های گوناگونی را از قفل یا دستگیره هوشمند منزل شما به تلفن همراه‌تان ارسال کرده و از این طریق شما را از خطرات آگاه سازد.
- عدم امکان هک شدن: بسیاری از افراد نگران هک شدن سیستم هوشمند و از جمله قفل یا دستگیره منزل و محل کار خود هستند. اما جالب است بدانید که امکان هک کردن تجهیزات باکیفیتی که به این پروتکل جهانی پیشرفته مجهز هستند، وجود ندارد.
در مجموع از آنجایی که این پروتکل سال‌های بسیاری توسط یک کمپانی سرشناس و معتبر تولید شده و یک فناوری مطمئن به شمار می‌رود، می‌توان از آن به عنوان یک تکنولوژی عالی استفاده کرد.
معایب پروتکل zwave
با وجود تمامی مزایای پراهمیت، طبیعی است که مانند هر تکنولوژی و فناوری دیگری، این پروتکل هم معایبی داشته باشد. البته مزایای آن بسیار بیشتر از معایب بوده‌اند و اصلی‌ترین مواردی که می‌توان در خصوص معایب پروتکل zwave بیان کرد، هزینه و نرخ داده است.
- هزینه بالاتر: به طور کلی این فناوری در مقایسه با برخی از پروتکل‌های دیگر هزینه بیشتری دارد. البته با وجود مزایای مهمی که این پروتکل داشته و در طولانی مدت به نفع مصرف‌کننده هستند، هزینه نسبتاً بالاتر آن مسئله‌ای دور از انتظار به شمار نمی‌رود. همچنین در نظر داشته باشید که همچنان در مقایسه با بسیاری از استانداردهای باسیم دیگر از جمله پروتکل KNX، هزینه کمتری دارد.
- نرخ داده پایین‌تر: پروتکل زدویو در مقایسه با برخی از روش‌های ارتباطات بی‌سیم و باسیم دیگر، به نرخ داده پایین‌تری مجهز شده است. البته بسیاری از تجهیزات و لوازم هوشمند هم دقیقاً به همچین پروتکلی نیاز دارند و از این رو نرخ داده پایین‌تر را نمی‌توانیم به عنوان عیبی چندان بزرگ و خاص برای Z-Wave بدانیم.
پس با در نظر گرفتن این موارد می‌توان گفت که زدویو همچنان یکی از نمونه‌های برتر به حساب می‌آید و برای مثال در برخی موارد همچون عدم ایجاد اختلال، در مقایسه با زیگبی عملکرد بهتری را ارائه میکند.
جمع بندی
در نهایت پروتکل zwave یک پروتکل پرکاربرد در تجهیزات هوشمند امروزی است که به دلیل مصرف انرژی کم، یک باتری با عمر طولانی مدت و کیفیت بالا در میان سازندگان انواعی از تجهیزات محبوبیت داشته و حتی جایگزینی برای برخی از پروتکل‌های دیگر از جمله پروتکل زیگبی بوده است. از جهتی هم زدویو به طور معمول با اتصال به گوشی تلفن همراه یا تبلت استفاده میشود که سهولت در استفاده از وسایل مجهز به آن را رقم می‌زند. به همین دلیل از این پروتکل در برخی از محصولات منحصر به فرد برند تنسر لاک هم استفاده شده و از آنجایی که این برند عرضه‌کننده انواع قفل و دستگیره هوشمند مرغوب به حساب می‌آید، می‌توانید با خیالی آسوده برای خرید محصولات آن اقدام کنید.
سوالات متداول
پروتکل zwave بهتر است یا زیگبی؟
در برخی موارد همچون عدم ایجاد اختلال، در مقایسه با زیگبی عملکرد بهتری را ارائه میکند.
پروتکل zwave چگونه کار میکند؟
از طریق ایجاد یک شبکه ارتباطی بین دستگاههای هوشمند، برای مثال شبکه ارتباطی بین گوشی و خانه، کار میکند.
پروتکل Z-Wave چه مزایایی دارد؟
سازگاری بالا، بدون تداخل بودن، تأخیر کم، درجه کیفی بالا، ایمن بودن و نصب آسان تعدادی از مزایا به شمار می‌روند.