Sóng Z-Wave là gì? Ứng dụng trong nhà thông minh

Nếu bạn đã từng tìm hiểu về các ứng dụng công nghệ nổi bật trong nhà thông minh thì không thể không nhắc đến Z-Wave. Nó mang đến cho người dùng nhiều lợi ích tiện lợi, an toàn và tiết kiệm khi sử dụng.

Z-Wave Trademark

Sóng Z-wave là gì?

Z-Wave ra đời từ một ý tưởng của công ty Đan Mạch Zensys vào năm 1999, đến Mỹ vào năm 2002. Z-Wave, giống như Zigbee, là một giao thức không dây về cơ bản tập trung vào kết nối trong nhà thông minh.

Z-Wave là một giao thức mạng không dây được sử dụng trong các hệ thống nhà thông minh để kết nối và điều khiển các thiết bị trong mạng cục bộ (Local Area Network - LAN). Z-Wave hoạt động trên tần số radio thấp, tiêu thụ năng lượng thấp. Được thiết kế để cung cấp khả năng giao tiếp tin cậy, tương thích giữa các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau.

Không giống như Zigbee, Z-Wave không phải là hệ thống mở miễn phí hoàn toàn. Các hội viên Z-Wave bắt buộc phải chi một khoản phí để tham gia vào hiệp hội này. Mặc dù điều này ban đầu có vẻ như là một hạn chế, nhưng nó thực sự là một trong những thế mạnh lớn nhất của giao thức này. Một trong những lợi thế to lớn là tính nhất quán của giao thức sóng Z-Wave, đảm bảo các thiết bị cùng giao thức có thể làm việc được với nhau mặc dù có thể do các hãng sản xuất khác nhau. Bên cạnh đó Z-Wave là một hệ thống khép kín, an toàn. Mỗi mạng Z-Wave và các sản phẩm của mạng đều có ID duy nhất được sử dụng để liên lạc với trung tâm của bạn, và ID này được bổ sung thêm một mã hóa AES-128.

Z-wave là một trong những loại công nghệ không dây mà các thiết bị thông minh sử dụng để giao tiếp với nhau. Bạn có thể nghĩ rằng nó nằm trong một danh mục tương tự như Bluetooth hoặc WiFi, Zigbee nhưng Z-wave sở hữu những ưu điểm lợi thế hơn cho tự động hóa gia đình.

Z-Wave được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị thông minh như bóng đèn thông minh, chuông cửa thông minh, công tắc thông minh, cảm biến thông minh,....Z-Wave ra đời với chức năng thay thế cho sóng Zigbee, giúp sử dụng đơn giản và ít tốn kém.

Cách thức hoạt động của sóng Z-Wave

Công nghệ sóng Z-wave tạo ra một mạng lưới không dây, là một tập hợp các thiết bị liên kết và giao tiếp với nhau mà không cần dây dẫn. Với công nghệ sóng Z-wave, các thiết bị “kết nối” với nhau bằng cách gửi tín hiệu qua sóng vô tuyến năng lượng thấp trên một tần số chuyên dụng. 

Z-Wave hoạt động trên dải tần số vô tuyến 800-900MHz. Tuy nhiên, tần số thực tế mà thiết bị Z-Wave hoạt động phụ thuộc vào quốc gia mà nó đang được sử dụng.

Ví dụ: Hoa Kỳ sử dụng 908.40, 908.42 và 916MHz; trong khi Vương quốc Anh và Châu Âu sử dụng 868,40, 868,42, 869,85 MHz. Vì vậy, điều quan trọng là đảm bảo bạn đang mua thiết bị Z-Wave được thiết kế cho khu vực của bạn.

Ở Việt Nam, có nhiều hiểu lầm trong việc hiểu sai pháp luật nên dẫn tới nhiều người cho rằng Z-wave bị cấm. Điều này là hoàn toàn không chính xác. Cục tần số Việt Nam đã có quy định về rất rõ ràng, và Zwave được sử dụng băng tần 868 trong các công trình dân dụng, đơn vị nhập khẩu thiết bị có trách nhiệm với thiết bị được nhập, các dự án sử dụng ở băng tần 920 MHz.

Cấu trúc và thành phần mạng lưới Z-Wave

Mạng lưới Z-Wave được xây dựng dựa trên mô hình mạng lưới tự tổ chức (mesh network), trong đó các thiết bị trong mạng có khả năng tự động tạo và duy trì đường dẫn truyền thông với nhau. Điều này tạo ra một mạng lưới linh hoạt và ổn định, cho phép tín hiệu truyền đi qua các nút trung gian để đạt được các thiết bị xa hơn.

Cấu trúc và các thành phần chính trong mạng lưới Z-Wave:

• Thiết bị Z-Wave (Z-Wave Devices): Mạng Z-Wave bao gồm các thiết bị Z-Wave như công tắc, ổ cắm, cảm biến, bộ điều khiển, thiết bị an ninh, và nhiều loại thiết bị khác. Mỗi thiết bị Z-Wave có một địa chỉ duy nhất trong mạng để xác định và giao tiếp.
• Bộ điều khiển Z-Wave (Z-Wave Controller): Bộ điều khiển là trung tâm quản lý và điều khiển cho mạng Z-Wave. Nó có khả năng tương tác với các thiết bị Z-Wave và thực hiện các chức năng như cài đặt, lập trình, và quản lý mạng. Bộ điều khiển có thể là một bộ điều khiển trung tâm (như một hub thông minh) hoặc một ứng dụng điện thoại thông minh với tính năng bộ điều khiển.
• Nút trung gian (Repeater Nodes): Trong mạng Z-Wave, các thiết bị có khả năng hoạt động như các nút trung gian, tạo ra một đường dẫn truyền thông giữa các thiết bị xa nhau. Những nút trung gian này giúp tín hiệu Z-Wave vượt qua các rào cản vật lý và đạt được các thiết bị nằm xa nhau hơn.
• Liên kết (Association): Trong mạng Z-Wave, các thiết bị có thể được liên kết với nhau để tạo thành các mối quan hệ truyền thông trực tiếp. Việc liên kết cho phép các thiết bị truyền thông và giao tiếp trực tiếp với nhau mà không cần thông qua bộ điều khiển. Điều này giúp giảm độ trễ và tăng tính ổn định của hệ thống.
• Tín hiệu truyền thông: Trong mạng Z-Wave, tín hiệu truyền thông được gửi qua sóng radio trong dải tần số ISM (Industrial, Scientific, and Medical) ở tần số 868,42 MHz (châu Âu) hoặc 908,42 MHz (Bắc Mỹ). Tín hiệu Z-Wave có thể đi qua các vật cản và tự động tìm đường dẫn tối ưu để đến thiết bị đích.

Ưu điểm của sóng Z-wave đối với nhà thông minh

Khả năng kết hợp các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau. Tất cả các thiết bị Z-wave đều tương thích với nhau. Thực sự có hàng ngàn sản phẩm Z-wave trên thị trường.

Ít nhiễu và kết nối ổn định hơn. Khi nói đến các thiết bị Z-wave, càng nhiều thiết bị tham gia, kết nối càng ổn định. Mỗi thiết bị đều khuếch đại tín hiệu mạng, cho phép bạn dễ dàng tạo kết nối mạnh mẽ. Mạng Z-wave cũng hoạt động trên một tần số chuyên dụng, có nghĩa là có ít nhiễu hơn so với những gì bạn nhận được trên các sóng Bluetooth, WiFi và Zigbee.

Công nghệ an toàn hơn. Mặc dù không có công nghệ nào là hoàn toàn không thể bị tấn công, nhưng bảo mật là ưu tiên hàng đầu của các nhà phát triển Z-wave. Nó sử dụng các biện pháp mã hóa giống như ngân hàng trực tuyến.

Cài đặt đơn giản. Các thiết bị Zwave được thiết kế để cài đặt đơn giản hơn bao giờ hết. Người dùng với thao tác dễ dàng và nhanh chóng có thể tìm thấy chúng và cho phép gia nhập mạng ngay lập tức.

Tiêu thụ ít điện năng. Hầu hết các thiết bị Z-Wave có mức tiêu thụ điện năng rất thấp, đây là một lợi thế để phát triển các sản phẩm sử dụng Pin mà ko lo ngại về vấn đề năng lượng.

Có thể điều khiển từ xa hoặc cục bộ. Hệ thống Z-Wave thật sự ổn định và tuyệt vời. Chúng cho phép người dùng sử dụng trong cục bộ hoàn toàn mượt mà, trải nghiệm nhanh chóng.

Z-Wave Plus

Nếu bạn đang mua một sản phẩm Z-Wave hiện nay, rất có thể đó là Z-Wave Plus. Z-Wave Plus gồm hai phiên bản 500 series - cập nhật vào năm 2014 và 700 series - cập nhật vào năm 2019. Cả hai phiên bản trên đều tập trung cải thiện về hiệu suất thiết bị, các vấn đề bảo mật tăng cường, sử dụng năng lượng ít hơn 64%..

Ứng dụng Z-wave đối với nhà thông minh

Với sự linh hoạt, tính mở rộng và tương thích Z-Wave, Z-Wave chính là một lựa chọn phổ biến cho việc xây dựng và quản lý hệ thống nhà thông minh hiện tại và tương lai. Sau đây là một số ứng dụng cơ bản của Z-Wave đối với lĩnh vực Nhà thông minh:

• Điều khiển ánh sáng và đèn: Sử dụng công tắc và bộ điều khiển Z-Wave, bạn có thể điều khiển ánh sáng và đèn từ xa, điều chỉnh cường độ sáng và tạo các kịch bản ánh sáng tự động.
• Điều khiển thiết bị gia đình thông qua điện thoại di động: Sử dụng các ứng dụng di động và cầu nối Z-Wave, bạn có thể điều khiển các thiết bị nhà thông minh như bộ điều khiển nhiệt độ, hệ thống an ninh, đèn, rèm cửa và hơn thế nữa từ bất kỳ đâu.
• Hệ thống an ninh và báo động: Z-Wave cung cấp khả năng kết nối với các cảm biến an ninh như cửa, cửa sổ, cảm biến chuyển động và cảm biến khói. Khi có sự cố xảy ra, hệ thống sẽ gửi thông báo cảnh báo và kích hoạt các biện pháp bảo mật.
• Quản lý năng lượng: Z-Wave cho phép theo dõi và điều khiển các thiết bị tiết kiệm năng lượng như bộ điều khiển nhiệt độ, ổ cắm thông minh và các thiết bị điện gia đình khác. Bạn có thể tùy chỉnh lịch trình hoạt động và điều khiển từ xa để tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng.
• Tự động hóa thông minh: Sử dụng các trình điều khiển và cảm biến Z-Wave, bạn có thể tạo ra các kịch bản tự động hóa thông minh. Ví dụ, khi bạn rời nhà, hệ thống có thể tắt đèn, tắt thiết bị không cần thiết và điều chỉnh nhiệt độ tự động.
• Quản lý môi trường: Z-Wave cho phép quản lý môi trường trong nhà như nhiệt độ, độ ẩm, chất lượng không khí và cảm biến khí CO2. Bạn có thể theo dõi và điều chỉnh các yếu tố môi trường để tạo ra một môi trường sống lành mạnh và thoải mái.

Hi vọng qua bài viết này, chúng tôi đã cung cấp được tổng quan sóng Z-Wave là gì, và nếu có hứng thú với công nghệ nhà thông minh Z-wave hãy liên hệ ngay đội ngũ của HINACO để được tư vấn miễn phí. 

HINACO là đơn vị triển khai chính hãng sản phẩm FIBARO sử dụng giao thức sóng Zwave Plus. Với kinh nghiệm 5+ năm trong lĩnh vực nhà thông minh, năng lực triển khai nhiều công trình quy mô lớn. Chúng tôi thấu hiểu dự án của bạn cần gì! 

Hotline: 0828 211 333

Công ty TNHH Giải pháp Công nghệ HINACO

Lô 12 DV09, kđt Tây Nam Linh Đàm, phường Hoàng Liệt, quận Hoàng Mai, thành phố Hà Nội.