О технологии Z-Wave
IP-шлюзы позволяют делать очень удобное конфигурирование и использование Z-Wave сети. Различные функции и значения датчиков могут быть доступны при использовании удобного веб-интерфейса или даже мобильных телефонов, как i Phone.
Удобный для пользователя и обычно интуитивно-понятный веб-интерфейс позволяет выполнять все соответствующие функции Z-Wave сети удобным способом.
Шлюзы предлагают пользовательский интерфейс для управления и специальный интерфейс для мобильного доступа. Для повышения удобства использования, устройства могут быть назначены различным помещениям или зонам дома. Некоторые шлюзы предлагают загрузить поэтажные планы дома.
Центральной функцией IP-шлюза является определение и активизация сцен. Сцены определяют определенное состояние переключения для различных устройств; например, переключатель выключен, окно закрыто, диммер на 50%, жалюзи открыты на 90%. Сцены могут быть определены для целого дома или для различных частей дома, например, в разных комнатах.
Определенные сцены могут быть активированы в зависимости от определенных условий, например:
• определенные значения датчика (Активировать сцену открытия окна, перекрыть подачу тепла, когда датчик CO2 достигнет 100ppm);
• определенные кнопки (выключить электрические устройства и погасить весь свет, при нажатии кнопки "все выключено" рядом с входной дверью);
• при достижении определенного времени (закрыть все жалюзи через 30 минут после заката);
• Оределенное событие (Включить все наружное освещение, в промежутке времени между 18.00 и 06.00 кнопка «выключить все» нажата.
Обычно можно запустить несколько сцен в параллельном режиме. В этом случае пользователю необходимо убедиться в непротиворечивости команд и настроек.
Рисунок 4.15: Диалог настройки сцены
Кроме переключения устройств, активация сцены может вызвать дополнительные функции, такие, как отправка электронной почты или SMS или звонок на определенный номер телефона.
В процессе настройки и использования IP-шлюза есть три проблемы, которым стоит уделить внимание:
- Отправка состояния устройства, вызываемая локальным использованием, а не инициируемый через беспроводную сеть;
- Ассоциации, настраиваемые непосредственно на устройствах, а не через пользовательский графический интерфейс IP-шлюза;
- Сцена активации с применением Z-Wave, пульта ДУ или другого настенного контроллера.
4.5.1 Отображение информации о состоянии переключения
Пользователи хотят видеть статус своих электрических устройств на своих мобильных телефонах или экранах компьютера. Шлюз имеет возможность опроса состояния каждого устройства, но интервал опроса достаточно долгий, чтобы обеспечить обновление статусов режиме реального времени. В случае, если статус изменился от шлюза, с использованием телефона или ПК, шлюз инициирует изменение статуса и может запросить новый статус сразу после выполнения команды переключения.
Однако, некоторые устройства предлагают переключения состояния локально, нажатием кнопки (например, настенный розеточный выключатель или простой настенный выключатель). В этом случае Шлюз не получит обновленную информацию от этого переключателя.
Активация сцен с настенного контроллера или пульта ДУ - желательная функция Z-Wave сети. Для того, чтобы активировать сцену, IP-шлюз должен получить информацию, когда и какая кнопка на пульте ДУ или настенном контроллере нажата.
С помощью Групп, Ассоциаций и Сцен вы можете персонализировать свою беспроводную систему Z-Wave так как вы этого хотите.
Lutron-Патент
Американская компания Lutron подала патент 5.905.422 в середине девяностых с описанием беспроводного управления освещением настенными выключателями.
Патент относится конкретно к беспроводным ячеистым сетям с функцией маршрутизации. Именно поэтому более простые беспроводные технологии на рынке не нарушают патент, но Z-Wave обходит его.
Ключевые моменты патентной заявки № 1
Каждая отправка сигнала состояния в результате изменения статуса беспроводного устройства в маршрутизируемой сети нарушает патент. Это является причиной, почему производители Z-Wave устройств преднамеренно не сделали реализацию функции отчета о состоянии в результате локального изменения состояния. В результате шлюз не распознает локальное изменение статуса устройства и будет показывать неверный статус данного конкретного устройства.
Тем временем, люди нашли, как всегда, решение проблемы, не нарушая Lutron патента. Такие устройства, как настенный выключатель, диммер или розеточный выключатель с локальными кнопками для работы, имеют группы Ассоциаций. Использование локальных кнопок переключения не только для локального управления, но и для отправки команды переключения группе Ассоциации. Основным отличием от защищенного патентом сценария является то, что больше нет отчета о состоянии (Защищен патентом), но есть команда переключения (разрешено патентом). Помимо разных выключателей, которые могут быть включены одновременно с нажатием определенной кнопки, шлюз сам по себе может быть целевым устройством. В этом случае шлюз должен подражать поведению стандартного переключателя, чтобы иметь возможность приема команд переключения.
Получение команды на переключение от настенного выключателя не вызовет включение лампы шлюз, но сразу же проверит состояние данного переключателя, а затем и обновление состояния выключателя в GUI Шлюза.
К сожалению, еще не все выключатели и диммеры поддерживают функцию Ассоциации.
4.5.2 Использование контроллеров для переключения сцен
Активация сцен с настенного контроллера или пульта ДУ - желательная функция Z-Wave сети. Для того, чтобы активировать сцену, IP-шлюз должен получить информацию, какая кнопка ДУ или настенного контроллера нажата.
Для реализации этой функции Z-Wave предлагает несколько способов:
Ассоциации
Объединение средств для отправки команды на переключение от Z-Wave устройства на другое Z-Wave устройство. Эта команда инициируется при локальном условии, таком, как значение датчика или нажатие кнопки.
Чтобы активировать сцену в IP-шлюзе, используя ассоциацию, контроллер должен установить ассоциацию в IP-шлюзе, и IP-шлюз должен отослать переключающуюся команду от определенного устройства для процесса активации конкретной сцены.
Распространенной установкой команды взаимодействия является активация (я вернулся домой) сцены детектором движения (на основной парадной двери). Детектор движения распознает перемещение и отправит переключающую команду группе ассоциации, связанной с обнаружением движения (У большинства детекторов движения только есть одна единственная группа ассоциации, которая активируется при срабатывании детектора движения).
Использование ассоциаций для сцены переключения - обычное дело в Z-Wave сети, но имеет две основные задачи:
1. Обычно, ассоциации устанавливаются IP-шлюзом, с использованием функции "Назначение ассоциаций". Это прекрасно работает для устройств, работающих от сети, которые всегда активны. Настройка батарейных устройств будет также работать нормально. Однако, пользователю необходимо пробудить батарейное устройство для конфигурации или подождать до следующего пробуждения для отправки IP шлюзом всей очереди команд. Некоторые Z-Wave контроллеры могут не поддерживать назначение ассоциаций, а только прямые ассоциации; В этом случае IP-шлюз не в состоянии установить нормальную работу ассоциации в данном устройстве. Приложение B дает некоторый обзор современных пультов ДУ, и их поддержку назначения ассоциаций.
2. Команды ассоциации обычно - команды BASIC, только передающие 0 или 1. Пока есть только одна группа ассоциации в устройстве – означающая одну основную функцию, такую, как одна кнопка или один датчик - это не вызывает проблем. Пульты ДУ или настенные выключатели больше чем с одной кнопкой обычно предлагают больше чем одну групп ассоциации, чтобы поддерживать различные функции устройства. Если больше чем одна группа отправляет основные команды к шлюзу IP для сцены переключения, шлюз не в состоянии отличить различные группы. Следовательно, невозможно переключить больше, чем одну сцену с одного определенного устройства. Все группы – в случае дистанционного управления, все кнопки – создают ту же самую команду переключения, которая получена от одного устройства.
Поэтому, ассоциации пригодны только для сцены переключения, если только имеется одна кнопка на устройстве или существует только один датчик.
Настройка сцены
Существуют пульты ДУ, которые были разработаны, в частности, для поддержки сцен переключения в IP-шлюз. Эти пульты ДУ с поддержкой специального класса команды для сцен переключения (SCENE_CONTROLLER_CONF).
IP Шлюз распознает эту команду класса и может отлично активировать сцены на основе этих команд. Каждая кнопка пульта ДУ пошлет различные значения активации сцен шлюзу, позволяя активировать различные сцены на основе этих значений.
Репликация сцены
Некоторые пульты дистанционного управления в состоянии обработать сцены. Они предлагают переключающие сцену кнопки и могут хранить целые сцены (определенные команды к определенным устройствам в сцене) в своей памяти.
Можно загружать сцены из IP-шлюза в пульт ДУ. Затем пульт ДУ активирует с цену, посылая все команды прямо на целевые узлы вместо информирования IP шлюза для отправки этих команд.
Рисунок 4.17: Выделенные кнопки для управления сценами на универсальном пульте
Репликация сцены - возможность хранить целые сцены из различных контроллеров в пульте ДУ - доступны только на нескольких пультах, и то, они реализованы не самым мощным и гибким способом. Поэтому они используются только в редких случаях.
Двойное Включение
Конфигурация активации сцены от устройства, работающего на батарейках, такого, как пульт ДУ, вызывает проблему Курица-Яйцо.
Диалоговое окно конфигурации сцены переключения предлагает только сцену переключения, после того, как пульт включен в сеть и ID Узла известен. После включения пульт ДУ с батарейным питанием войдет в режим ожидания.
После включения шлюз может использовать идентификатор узла (ID) и другую информацию конкретного устройства, чтобы предложить диалог активации сцены. Каждая конфигурация, сделанная в этом диалоге, сохраняется только в шлюзе и еще не известна в Z-Wave устройстве.
Для настройки батарейного устройства, такого, как пульт ДУ, пользователь должен предоставить IP-шлюзу возможность настроить удаленный контроль. Обычно это делается во время процесса включения. Поэтому, пульт ДУ для переключения сцены должен быть включен в Z-Wave сеть два раза: первый раз перед конфигурацией сцены активации и в другой раз сразу после конфигурации сцены активации.
Для сцен активации Z-Wave устройствами применяются следующие правила:
- Лучше всего непосредственно установить сцену активации в шлюзе с помощью класса команд активация сцены. Однако, не все пульты ДУ имеют эту возможность.
- Репликация всей сцены в пульт ДУ - второй лучший вариант, но лишь очень немногие имеют эту поддержку, и даже эта реализация ограничена в функциональности.
- Ассоциации - это хороший способ активировать сцены, но только в случае наличия одной кнопки или одного датчика в одном физическом устройстве. В противном случае, шлюз не в состоянии определить различные активации сцен у одного устройства.
- Ассоциации устанавливаются с контроллера с использованием функции "назначение Ассоциации". Не все контроллеры позволяют назначать ассоциации.
IP шлюз будет всегда пытаться автоматически найти наилучший способ использовать другие Z-Wave контроллеры и устройства для активации сцен. Различные варианты и некоторая неясная реализация в более старых устройствах могут все еще вызывать проблемы. Независимо от используемых опций, двойное включение устройства, работающего от батареи, обычно требуется, чтобы загрузить конфигурацию назад в это устройство.
4.5.3 Настройка устройств на шлюзе
Во время включения IP-шлюз распознает устройство и считывает все интересные параметры устройства:
- Всю информацию, заданную производителем, например производитель, ID продукта и тип устройства.
- Прошивку и Z-Wave информацию о версии.
- Все возможности переключения и создания отчетов, включая текущие состояния переключения и диапазон значений датчиков.
- Количество и максимальный размер групп ассоциации.
- Конфигурационные значения параметров если известно.
Затем шлюз сделает некоторые начальные установки:
- При необходимости установит предопределенный интервал пробуждения для батарейных устройств.
- Если есть возможность и необходимость определить стандарт поведения, с помощью настроек значений по умолчанию.
- Если группы Ассоциации доступны, шлюз будет всегда ставить свой собственный идентификатор узла в Ассоциацию, чтобы быть информированным об изменении статуса и быть готовым для использования ассоциации в сценах переключения.
Пользователь может изменить все значения. Однако должно быть ясно, что удаление ID шлюза узла из группы ассоциации может привести к неправильной работе шлюза.