Smart HomeZ-Wave: cos'è e come funziona

Z-Wave: cos’è e come funziona

Cos’è Z-Wave?

Z-Wave è una tecnologia di comunicazione wireless che utilizza onde radio affidabili a bassa potenza che viaggiano facilmente attraverso pareti, pavimenti e mobili. Tramite Z-Wave puoi creare facilmente una casa intelligente, ​​controllando luci, elettrodomestici, riscaldamento, sicurezza e multimedia grazie alla sua interoperabilità tra dispositivi di produttori diversi.

Negli ultimi anni l’utilizzo di Z-Wave è aumentato notevolmente, tanto che dal 2020 ci sono oltre 3000 dispositivi certificati sul mercato che appartengono a 700 marchi differenti.

 

Indice dei Contenuti

  1. Cos’è Z-Wave e come funziona
  2. Cos’è Z-Wave Plus
  3. Z-Wave Alliance
  4. I vantaggi di Z-wave
  5. Z-Wave vs Bluetooth
  6. Z-Wave vs WiFi
  7. Z-Wave vs ZigBee

 

Cos’è Z-Wave e come funziona

Se stai creando la tua casa intelligente, probabilmente avrai visto il termine “Z-Wave” sui dispositivi smart. Ma cos’è Z-Wave e come funziona?

Z-Wave, come Zigbee, è dei più recenti protocolli wireless focalizzato essenzialmente sulla connettività all’interno della smart home. E’ un tipo di protocollo che i dispositivi intelligenti utilizzano per comunicare tra loro. Appartiene alla stessa categoria di Bluetooth e WiFi, ma Z-Wave possiede alcune caratteristiche uniche che si traducono in importanti vantaggi per la demotica.

Zensys, dalla Danimarca ha sviluppato Z-Wave nel 2001. L’obiettivo era quello di creare un’alternativa più economica di Zigbee che permettesse a dispositivi di diverse marche di comunicare tra loro senza difficoltà.

Venne rilasciato nel 2004 e conquistò il mercato di massa nel 2005 con la formazione della Z-Wave Alliance. Successivamente, questa start up venne acquistata da Sigma Designs nel 2009 e venduta a Silicon Labs nel 2018.

Come funziona Z-Wave

Z-Wave funziona sulla gamma di frequenze radio 800-900MHz, molto meno trafficate rispetto la banda 2,4 GHz utilizzata dal WiFi. Questo significa avere molte meno interferenze di connessione.

La frequenza effettiva su cui opera un dispositivo Z-Wave dipende dal paese in cui viene utilizzato. I paesi Europei utilizzano 868,40, 868,42, e 869,85 MHz.

Il protocollo Z-Wave con i suoi dispositivi collegati formano una rete mesh. In un sistema wifi i dispositivi si connettono direttamente ad un hub centrale (di solito un router o un altro punto di accesso). Invece, nella rete mesh, l’hub centrale si connette alla rete internet, mentre i singoli dispositivi Z-Wave (sensori, lampadine, telecamere, serrature e così via) no. Questi usano solo il protocollo Z-Wave per parlare con l’hub, ma la connessione all’hub centrale può non essere diretta in quanto il segnale può passare da un dispositivo all’altro e i singoli dispositivi fungono da ripetitore.

Una rete mesh wireless con Z-Wave può supportare fino a 232 dispositivi. E, se nelle reti RF standard, più dispositivi creano problemi di congestione, nella rete mesh più dispositivi rafforzano la rete.

Ogni rete Z-Wave ha un suo ID univoco (32 bit) che garantisce che i dispositivi su reti differenti non possano parlare tra loro. All’interno di ogni rete, ogni dispositivo riceve un ID  univoco (8 bit) di rete.

Ogni singolo dispositivo viene aggiunto alla rete Z-Wave tramite un processo di inclusione che non solo assegna loro un ID di rete, ma aggiunge una chiave di crittografia e fa la mappatura del segnale per l’instradamento dei messaggi.

Il processo di installazione è molto semplice. Sull’interfaccia utente dell’hub si avvia la procedura per l’aggiunta di un nuovo dispositivo, si preme il pulsante Z-Wave e l’associazione avviene in automatico. Il dispositivo dovrebbe apparire nell’interfaccia del hub pronto per l’uso.

 

Cos’è Z-Wave Plus?

I dispositivi più recenti portano la scritta “Z-Wave Plus”. Significa che utilizzano la piattaforma aggiornata, conosciuta anche come serie Z-Wave 500. Essenzialmente, è stata presa la tecnologia originale e si hanno aggiunto cose come una maggiore portata, una maggiore durata della batteria, l’aggiornamento OTA e canali RF aggiuntivi.

L’ultima versione disponibile è la certificazione Z-Wave Plus V2 che include un framework di sicurezza S2 migliorato e SmartStart, una funzione di configurazione che consente un vero plug and play per la casa intelligente dei consumatori.

Infine, ora è disponibile anche la serie 700 di Z-Wave, che rende le connessioni ancora più veloci e durature, con una riduzione di energia utilizzata del 64% e con memoria e potenza di elaborazione di gran lunga superiori.

 

Z-Wave Alliance

Il protocollo Z-Wave è una tecnologia proprietaria di proprietà di Silicon Labs. La società concede in licenza la tecnologia Z-Wave e gestisce la Z-Wave Alliance.

La Z-Wave Alliance è responsabile della certificazione e garantisce che tutti i dispositivi siano conformi a rigidi standard. All’alleanza fanno parte oltre 700 produttori che producono più di 3000 dispositivi Z-Wave.

 

I vantaggi di Z-wave

Z-Wave è stato sviluppato per il controllo wireless di elettrodomestici, come luci, sensori, serrature, termostati e simili. E attraverso il suo utilizzo, una casa diventa smart, guadagnando numerosi vantaggi.

Installazione semplice

La maggior parte dei dispositivi Z-Wave sono semplici da installare. Basta accenderli, aggiungerli alla rete Z-Wave e iniziare subito a controllarli dal PC, tablet o cellulare. Inoltre, dato che si sta parlando di una tecnologia wireless, la sua installazione non richiede alcun cablaggio aggiuntivo.

Accessibilità

Un importante vantaggio di Z-Wave rispetto alle tradizionali soluzioni per la casa intelligente, è la sua convenienza. Poiché l’installazione non richiede un installatore specializzato, puoi scegliere di espandere il tuo sistema in qualsiasi momento. Le soluzioni di automazione domestica Z-Wave sono adatte e disponibili a basso costo.

Affidabilità e sicurezza

Tutti i dispositivi Z-Wave comunicano tra loro in modalità wireless, quindi è di fondamentale importanza che la loro comunicazione sia affidabile e sicura. Lo standard Z-Wave richiede che ogni comunicazione sia riconosciuta (ACK).

Inoltre, la sicurezza del trasferimento dei dati è di vitale importanza. Ecco perché Z-Wave utilizza lo stesso standard di sicurezza crittografia usato dalle applicazioni di internet banking.

Portata del segnale wireless

Le tecnologie wireless di solito soffrono di problemi di corto raggio e interferenze. La frequenza Z-Wave utilizzata in Europa è 868,42 MHz. Ciò significa che, a differenza di altre tecnologie wireless, non subisce interferenze esterne.

La portata comune di un segnale Z-Wave è di 100 metri all’aperto e di 50 metri all’interno degli edifici. Inoltre, dato che Z-Wave utilizza una rete mesh, la portata della rete aumenta con l’aumento del numero di dispositivi collegati. In poche parole, più dispositivi Z-Wave hai in casa, maggiore è la portata e le dimensioni della rete.

Interoperabilità e disponibilità dei dispositivi

Z-Wave è attualmente la tecnologia di automazione domestica più utilizzata al mondo. Attualmente ci sono oltre 3000 prodotti offerti da più di 700 produttori in tutto il mondo.  Tutti i dispositivi Z-Wave sono completamente interoperabili. Ciò significa che non sei legato a un singolo produttore. Puoi tranquillamente abbinare dispositivi di produttori differenti. Questo perché tutti i dispositivi Z-wave sono compatibili tra loro.

Efficienza energetica

La capacità di risparmiare energia sta diventando un fattore sempre più importante. I dispositivi Z-Wave sono ottimizzati per l’efficienza energetica con una durata tipica della batteria di un anno e più.

Salute

Altrettanto importante è la protezione della salute e il problema dello smog elettromagnetico (emissioni di segnale wireless e suoi effetti sull’uomo). Tutti i dispositivi Z-Wave hanno emissioni elettromagnetiche molto basse: 4.000 volte inferiori a quelle di un telefono cellulare.

 

Z-wave vs Bluetooth

Il più grande miglioramento che Z-wave apporta al Bluetooth è la potenza del segnale. Il segnale Bluetooth è soggetto a interferenze e interruzioni perché tutti i dispositivi Bluetooth inviano e ricevono informazioni sulla stessa banda a 2,4 GHz e quindi competono tra loro per l’utilizzo della banda. E a meno che tu non abbia una rete WiFi a 5 GHz, sono in competizione anche con i dispositivi sulla tua rete WiFi.

Con Z-wave, ogni ripetitore di segnale Z-wave (dispositivo) lavora insieme per rafforzare la rete. Ogni dispositivo effettivamente rafforza il segnale. Più dispositivi hai, più facile è creare una rete forte in grado di aggirare gli ostacoli e passare attraverso muri, soffitti e pavimenti.

 

Z-wave vs WiFi

Z-wave batte anche il WiFi in termini di interferenza di rete. Come il Bluetooth, i dispositivi WiFi competono tra loro, quindi la potenza del segnale e la velocità della rete ne risentono quando sono collegati molti dispositivi. Tuttavia, il WiFi può contenere più informazioni. La tecnologia Z-wave invia e riceve molti dati per dispositivi intelligenti come lampadine, rilevatori di movimento e altri piccoli elettrodomestici, ma i dispositivi che inviano molte informazioni richiedono la maggiore capacità di una rete WiFi. Ad esempio, una telecamera di videosorveglianza HD invia più dati di quelli che una rete Z-wave o Bluetooth a bassa potenza può gestire.

 

Z-wave vs Zigbee

Spesso Z-Wave compete con ZigBee per la creazione della smart home perfetta. Anche ZigBee è un tipo di tecnologia mesh wireless. Come Z-wave, ogni dispositivo su una rete Zigbee aiuta a rafforzare il suo segnale. Però. a differenza di Z-wave, funziona sulla frequenza di 2,4 GHz condivisa con WiFi e Bluetooth. È meno probabile che si verifichino problemi di segnale con Zigbee rispetto al solo WiFi o Bluetooth, ma solo Z-wave ha una propria frequenza dedicata.

Un’altra differenza è che Zigbee è un software open source, mentre Z-wave è un software proprietario supportato e certificato dalla Z-Wave Alliance.

Entrambe le tecnologie stanno prendendo piede, ma la tecnologia Z-wave è supportata dai leader del settore che la perfezionano costantemente. Z-wave è sul mercato da oltre un decennio e ha subito numerosi aggiornamenti e miglioramenti.

Articoli correlati