В теории, любое управляемое или управляющее устройство в доме или офисе ожет быть оснащено Z-Wave технологией. Поэтому следует ожидать, широкий спектр различных устройств и функций. Однако есть некоторые основные функциональные закономерности, которые позволяют классифицировать различные устройства.

Каждое устройство служит либо для управления другими устройствами, либо находится под контролем других устройств. В Z-Wave терминологии управляющие устройства называются Контроллерами, регистрирующие устройства называются Датчиками и исполнительные устройства называются Актуаторы. Также возможно объединить функции логического датчика контроллера и исполнительного устройства в пределах одного физического устройства.

Актуаторы переключают цифровой (вкл / выкл для электрического переключателя) или аналоговые сигналы (0 %. 100 % для диммера или механизм управления жалюзи). Датчики посылают цифровой сигнал (двери, разбития стекла, детектор движения) или аналоговый сигнал (температура, влажность, энергия).

Почти все Z-Wave устройства на рынке можно отнести к одной из следующих функциональных групп: 

• Электрические переключатели, вставляемые в розетку, или идущие, как замена обычных выключателей в стене. Также возможно встраивание их в некоторые электрические приборы, такие, как электрические плиты или обогревателей.
• Электрические диммеры, подключаемые модули для розетки, или - в качестве замены традиционных выключателей в стене. 
• Управления двигателем, как правило, для открытия или закрытия двери, окна, штор или жалюзи (аналоговых или цифровых агентов). 
• Электрические измерители или другие вид эмиссии сигнала, такие как сирена, светодиодная панель и т.п. (цифровые агенты).
• Датчики различных видов для измерения таких параметров, как температура, влажность, концентрация газов (например, двуокись углерода или угарный газ) (аналоговые или цифровые датчики).
• Термостат управления: либо в качестве одной ручки управления или с помощью температуры (аналоговые датчики).
• Термостаты управления, такие как TRVs (термостат радиатора Клапаны) или напольного отопления управления (аналоговых или цифровых актеров).
• Пульты дистанционного управления - как универсальный пульт ДУ с ИК поддержкой или как выделенный Z-Wave пульт ДУ со специальными кнопками для сетевых функций, управления группами и/или сценами.
• USB контроллеры и IP-шлюзы, чтобы программное обеспечение для ПК для доступа к Z-Wave сети. Использование IP протоколов этих интерфейсов могут обеспечивать удаленный доступ через Интернет.

Следующие рисунки дают представление о разнообразии продуктов, основанных на Z-Wave стандарте.  

 

Рисунок 4.1: Различные Z-Wave устройства

4.1.1 Классы команд (Z-Wave Command Classes)  

Все соединения внутри Z-Wave сети организованы в виде Классов команд (Command Classes). Классы команд - это группы или команды, и ответы, связанные с определенной функцией устройства.  

Рисунок 4.2: Примеры различных классов команд

Нормальные включения / выключения организованы как бинарный переключатель. Основная функция бинарного переключателя – включение и выключение. В Z-Wave системе также можно узнать состояние переключателя, поэтому требуются функции запроса состояния и функция отчета о состоянии.

Класс команд для двоичного переключателя состоит из трех различных Функций: ответа, команд и отчетов:

• Binary Switch - Set: отправляется от контроллера к выключателю, для включения или выключения. 
• Binary Switch - Get: отправляется от контроллера к выключателю, для запроса отчета о состоянии переключателя. 
• Binary Switch - Report: отправляется от переключателя обратно к контроллеру, как ответ на команду Get.  

Эти две команды и ответ сгруппированы в Класс команд "Binary Switch". Если каким-то Z-Wave устройством поддерживается Класс команд «Binary Switch" оно должно иметь возможность обрабатывать все эти команды:

• Переключателю нужно понять команду Set и установить переключатель в соответствии с ней 
• Переключатель должен иметь возможность принимать команду Get и ответить с отчетом о состоянии в нужном формате.  

4.1.2 Класс команды "Basic"

Классы команд представляют функции одного Z-Wave устройства. Переключатели поддерживают отличные классы команд от термостатов.

Чтобы убедиться, что Z-Wave устройства могут взаимодействовать друг с другом, даже без дополнительных знаний о своих конкретных функциях, есть один специальный Класс команд, называемый "Basic".

Основной класс команд состоит из двух команд и одного ответа:

- SET: установить значение от 0 до 255 (0x00 ... 0xFF);

- GET: запросить текущее значение устройства;

- REPORT: ответ на команду GET. Возвращает значение от 0 до 255 (0x00 ... 0xFF). 

Особенностью Класса команд «Basic» является то, что каждое устройство будет интерпретировать эти команды в зависимости от его функциональности: 

• Двоичный переключатель включится при получении значения 255 и выключится при получении значения 0; 
• Термостат может перейти в комфортный температурный режим при получении значения = 0, и перейдет в энергосберегающий режим, когда получит более высокое значение; 
• Датчик температуры выдаст базовый отчет и отправит значение температуры; 
• Датчик двери либо отправит значение = 0 в случае закрытой двери или 0xff, когда дверь открыта.  

Рисунок 4.3: Базовый Класс команд

Базовый класс команд является общим минимумом Z-Wave устройств. Каждое Z-Wave устройство должно поддерживать Основной класс команд.

4.1.3 Классы устройств

Для операционной совместимости между различными Z-Wave устройствами от разных производителей, Z-Wave устройства должны иметь некоторое число четко определенных функций сверх Базового класса команд. Структура, стоящая за этими требованиями, называется Класс устройств. Класс устройств относится к конкретному устройству и определяет, какие Классы команд являются обязательными для поддержки.

Классы устройств организованы в виде иерархии с тремя уровнями:

• Каждое устройство должно принадлежать Основному классу команд; 
• Устройства могут быть дополнительно определены назначением Стандартного класса устройства; 
• Дальнейшее функциональность может быть определена назначением устройству конкретного Класса устройств.  

Основной Класс устройства

Основной класс устройства определяет различие между Контроллером, Slave или маршрутизируемым-Slave. Поэтому каждое устройство принадлежит к одному Основному классу устройств.

Универсальный класс устройств

Универсальный класс устройств определяет основные функции устройства в качестве контроллера или Slave-узла. Текущий универсальный класс устройств:

• Общий контроллер (GENERIC_CONTROLLER) 
• Статический контроллер (STATIC_CONTROLLER) 
• Бинарный переключатель (BINARY_SWITCH) 
• Возможность переключения уровня (MULTI_LEVEL_SWITCH) 
• Двоичный датчик (BINARY_SENSOR) 
• Многоуровневый датчик (MULTILEVEL_SENSOR) 
• Измеритель (METER) 
• Входной контроллер (ENTRY_CONTROL) 
• Термостат (TERMOSTAT) 
• Контроллер жалюзи (WINDOW_COVERING)  

Специальный класс устройств

Назначение Специального класса устройств Z-Wave устройству позволяет ему указать дополнительную функциональность. Каждый универсальный класс устройства относится к числу Специального класса устройств. Назначение Специального класса устройства является добровольным, и имеет смысл, только если устройство действительно поддерживает все специфические функции конкретного класса устройств. Специальные классы устройств, например:

• Понижение Термостата (SETBACK_THERMOSTAT) является Специальным классом устройства класса стандартное устройство "Термостат"; 
• Многоуровневый Выключатель питания (MULTILEVEL_POWER_SWITCH) является специальным классом устройства Стандартного класса устройства MULTILEVEL_SWITCH. 

Для Z-Wave устройства присваивается Специальный класс устройств, требуемый для поддержки набора команд в зависимости от функций специального класса устройств. Эти необходимые классы команды называются обязательные классы команд и они индивидуальны для стандартных и специальных классов устройств.

Над и вне обязательных классов устройств, Z-Wave устройства могут поддерживать дополнительные классы команды. Они могут быть очень полезны, но стандартное исполнение не обеспечивает реализацию этих классов.

Z-Wave производитель имеет право осуществлять неограниченное количество дополнительных классов устройств, поэтому, если эти классы устройств будут реализованы, стандартные классы определяют, как эти команды и функции должны быть поддержаны.

Рисунок 4.4: Дополнительные, Рекомендуемые и Обязательные Классы команд

Основной класс устройств, Стандартный и, если доступно, Специальный класс устройства объявляются во время включения устройства, с помощью Информационного кадра узла.

Как и классы устройств, Информационный кадр узла также объявляет все дополнительные классы команд включаемого устройства.

С этим объявлением, контроллер может контролировать и использовать Включаемые Z-Wave устройства в соответствии с его функциональностью.  

Рисунок 4.5: Различные реализации устройств класса "Binary Power Switch" от разных производителей

Z-Wave устройство работает в соответствии с Z-Wave стандартом, если:  

• Оно относится к основному классу и универсальному классу устройства, и имеет возможность сообщить об этих классах по запросу с использованием Информационного пакета;
• Поддерживаются все обязательные классы команд из основного и общего класса команд, при отправке команд и отчетов, а также принятие и выполнение команд по спецификациям класса команды;
• В случае Специального класса устройств, если определен обязательный класс команд этого класса устройств, необходима поддержка специального класса устройств, должен сообщать по запросу;
• В случае реализации Дополнительного класса команд, эти классы должны быть объявлены в информационном пакете по запросу, и необходима поддержка в соответствии с Z-Wave спецификациями класса команд.

Z-Wave определяет широкий спектр классов команд, охватывающий почти каждый аспект домашней автоматизации и контроля. Тем не менее, возможно, что производители захотят реализовать дополнительные функции, еще не определенные в спецификациях классов команд. 

Класс команд "Проприетарные функции" определяется для покрытия этих потребностей. "Проприетарные функции" позволяют производителю реализовать специфические функции, которые затем могут быть использованы только с помощью других устройств поддерживаемых эти "Проприетарные функции".

Использование "Проприетарных функций" доступно при условии одобрения Z-Wave Альянсом при сертификации и должно быть документально оформлено. До сих пор только очень немногие устройства используют эту функцию. Обычно в новые требуемые результаты рано или поздно вносятся поправки к уже существующему стандарту, который делает эту функцию частью официального стандарта и какие-либо имущественные расширения устаревают.

Одним из примеров, иллюстрирующих использование классов устройств и команды классов:

Рисунок 4.6: Розеточный выключатель

Производитель предлагает розеточный выключатель, показанный на Рисунке 4.6. Основная функция этого переключателя включение и выключение нагрузки.

Поскольку такие устройства могут использоваться в нескольких местах, используется основной класс устройства "маршрутизируемый Slave". Как двоичный переключатель, устройство принадлежит к универсальному классу устройств "Binary SWITCH".

Допускается, и в этом случае даже рекомендуется использовать Специальный класс устройств BINARY SWITCH POWER, так как этот розеточный переключатель всегда будет переключать линии электропередач.

• Основной класс: Маршрутизируемый-Slave 
• Общий класс: Binary SWITCH 
• Специальный класс: Binary SWITCH for POWER  

1. Класс устройств двоичный переключатель требует реализации обязательного класса команды " Binary SWITCH " и, конечно, реализацию основного класса команд. 
2. Как двоичному выключателю питания, устройству, кроме того, предлагается реализация так называемого класса команды "Переключить все". Этот класс команды контроллер может отправить всем устройствам в сети для выполнения функции "Все выключено". Класс устройств "Переключить все" также реализует способность настроить устройство, в соответствии с которым он будет или не будет реагировать на команду контроллера "переключить все". Обычному выключателю не требуется осуществления такого класса команд, так как команда "выключить все" может и не означать что-то полезное для обычного выключателя. В случае силового переключателя команда "выключить все" четко определена и поэтому является обязательным классом команд. Если стандартом разрешено не реализовать команды класса "переключить все ", то в этом случае для устройства не позволено объявлять поддержку класса "двоичный переключатель питания". Переключающее устройства без поддержки "Переключить Все" объявляет только общий класс устройства "Бинарный переключатель", и все равно будет действительным Z-Wave совместимым устройством. 
3. Если производитель хочет предложить более конкурентоспособную продукцию, то он добавляет дополнительные функции для переключения устройства. Может быть добавлена функция "защита от детей". Функция защиты от детей для двоичного переключателя означает возможность отключить локальное управление устройством и позволит переключать устройство только по беспроводному сигналу. 
4. Если производитель принимает решение о применении такой функции, стандарт класса команды "Защита" определяет, как это сделать. Также необходимо объявление дополнительной команды класса "защита от детей" в информационном кадре узла. 
5. Производитель может принять решение по дальнейшему расширению функций выключателя, предлагая специальную функцию, которая случайно переключает устройство. В сочетании с лампой эта функция может быть использована для предотвращения кражи в доме. 

На данный момент нет класса команды для осуществления такой возможности. Производитель может послать запрос на утверждение этой функции и при этом сертифицировать устройство как Z-Wave совместимое. В зависимости от утверждения функция может быть реализована как "Проприетарная функция".

• Назад
• Вперёд