技术解读：KNX技术应用新发展
蓄势待发，Z-Wave技术的市场前景
作者/丰度电气（上海）有限公司 Z-wave联盟中国市场研究员 鲍立杰
Z-wave联盟中国市场研究员 鲍立杰
最近几年来，智能家居仿佛成了大势所趋。而智能家居就是利用各种通讯技术、电力自动化技术、计算机技术、无线电技术，将与居家生活有关的各种设备有机地结合在一起，通过网络化的综合管理，让居家生活更惬意轻松。通俗的讲，智能家居时代，“坐享其成”将不再是梦想。各界的商家也都纷纷向这一方向倾斜。很多专业人士表示，要实现家居智能化，首要考虑的两个因素便是简单化和一体化，而Z-Wave技术则很好的解决了这些难题。
什么是Z-Wave技术？Z-Wave是一种基于射频的短距离无线传输技术，工作频段为美国908.42MHz~欧洲868.42MHz(国内使用的是欧洲频段，目前这两频段都是免授权频段)，采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式，数据传输速率为9.6 kbps——40 kbps，信号的有效覆盖范围在室内100英尺（30米左右），室外会更远一些。相对于现有的各种无线通信技术，Z-Wave技术是非常低功耗和低成本的技术，它有力地推动着低速率无线家庭控制网络。
目前在智能家居应用方面还没有统一的技术标准，因此用于这方面的技术及标准也五花八门， Z-Wave，zigBee，WIFI,红外，蓝牙等，可以说是遍地开花。仿佛“条条大道通罗马”。但道不同，则最后的效果也就不尽相同。在这里给大家分析一下Z-Wave技术在智能家居应用方面的前景。
提到Z-Wave技术就必须先得说一下Z-Wave联盟，为了让采用Z-Wave技术的各生产厂家能携手发力家庭自动化应用市场，2005年1月，美国芯片和软件开发商Zensys（Z-Wave母公司)与wintop等60多家厂商在拉斯维加斯举办的CES(世界上最大的消费电子展)上宣布成立个新的联盟——Z-Wave联盟。其联盟宗旨是：促进消费者认可、且在无线家居控制领域应用Z-Wave技术，确保所有成员的系统和设备之间的互通性，给产品提供售后合作和服务。结盟后，其它各大厂商也纷纷加入，首先是通讯设备大厂思科（Cisco）宣布投资Zensys公司（Cisco主要将Z-Wave技术用在家庭性的无线应用产品上，此方面属于Cisco旗下Linksys的业务范畴），并加入Z-Wave 联盟。同年6月与英特尔的创投单位Intel Capital宣布投资Zensys，同时也加入Z-Wave 联盟，顿时Z-Wave获得IT、通讯两大领域的重量级业者的力挺，气势大增。到了2007年1月，软件巨头微软也呼应Z-Wave技术，在其.NET Micro Framework（简称：.NET MF）上加入对Z-Wave的支持， PC外围大厂罗技也推出使用Z-Wave技术的家庭遥控器。到目前为止，Z-Wave的发展正沿着自身成长规律在不断的壮大之中,且从单纯的家庭自动化应用，扩展延伸到数字家庭的领域中。
相比其他技术追求应用领域最大化不同，Z-Wave技术仅为家居控制，数字家庭等和智能家居相关运用而生，而且基本是仅仅针对民用住宅。因此可以说Z-Wave对于智能家居基本达到了“非你不嫁”程度，也可以说Z-Wave就是为智能家居量身定做的一套系统。即使被用于酒店工程等项目，也是分别组建家庭式的网络而被运用，如SwitchDIY驿度做的2000套拉斯维加斯酒店项目。这样的好处对于厂家和消费者来说都是显而易见的。厂家在设计研发时可以针对性的开发各种基于家庭应用的产品，做到了有的放矢。而消费者则会有更多的产品选择，且只要采用Z-Wave技术的产品就具有很强的兼容性，避免了不必要的浪费。市场导向的明确，也避免了很多技术“样样通，样样松”局面的出现。
Z-Wave采用的是无线控制技术，这为普通大众使用和普及提供了很好的基础。智能家居这几年一直处于蠢蠢欲动而又爆发不得的状态，其中很大一个原因就是安装，调试都是一个非常困难的事情，性能稳定的往往需要提前布线，即使布线也非一般电工能完成，而需要厂家专业技术人员协助。这对于很多装修完成的新房或古宅旧居而言基本上是不可能完成的任务。而采用无线技术的产品虽然避免了前期布线的诸多不便，但后期控制上又会出现诸多问题，如控制距离很短，往往不能覆盖整个别墅，或信号穿越障碍物时损耗比较大，出现较长延时或干脆控制不了等问题。而采用Z-Wave技术的产品则很好的解决了这些问题。因为Z-Wave技术在最初设计时，就定位于智能家居无线控制领域，所以采用小数据格式传输，40kb/s的传输速率足以应对，早期甚至使用9.6kb/s的速率传输。与同类的其他无线技术相比，拥有相对较低的传输频率（868 MHz或908 MHz），相比于2.4G技术的产品，信号波的衍射能力更强，它可以绕过障碍物而实现对相关产品的控制。
而Z-Wave的另外的技术优势就是它的动态路由功能（业界也有人称之为双向传输）和网状拓扑结构。如图所示，我们假定把所有产品加入一个Z-Wave控制网络中，而hub的有效无线控制距离是30米，但由于采用了Z-Wave技术，30米以外的产品C依然能被控制，因为它和其它产品一样处于一个Z-Wave网络之内。信号波可以通过A传送给B，再由B传送给C。这样就实现了hub对C产品的控制。这是因为在Z-Wave网络中，每一个节点都有一个路由表，该路由表由控制器存入。存储信息为该节点入网时，周边存在的其它节点的编码ID。这样每个节点都知道周围有哪些节点信息，而控制器存储了所有节点的路由信息。因此当hub与受控节点的距离超出最大范围时，hub会调用最后一次正确控制该节点的路径发送命令，如该路径失败，则从第一个节点开始重新检索新的路径。这一功能很好的解决了无线覆盖面积问题。也提高了信号传输效率，让整个Z-Wave系统更加的稳定。
用户关心的除了系统的稳定外，另外一个能否被大家接受的重要指标就是操作是否便捷，设计界面是否人性化。在这一点上，也可以说是Z-Wave的优势所在，由于采用统一的规格和标准，Z-Wave产品的操作和使用方式基本相同。无论是灯光控制系统，还是安防控制类产品，其使用方式都是简单的加码和退码操作，然后就可以实现组网操作。对于引发不同产品之间的触发感应，操作也是极其简单，基本一两分钟完全搞定。
有了稳定的系统，便捷的操作，Z-Wave产品到底能为消费者带来哪些实惠的功能呢？就目前而言，采用Z-Wave技术的产品涵盖了灯光照明控制、窗帘控制、能源监测以及状态读取应用、娱乐影音类的家电控制、防盗及火灾检测等安防控制。基本上包括了家居生活的方方面面。下面结合一些公司的产品做一些体验式分析。
灯光和窗帘控制
Z-Wave系统为用户带来全新的灯光控制体验，如wintop丰度生产的iPlug 和iPlugDim等转换插头， 基本上是目前市场上最便捷的灯光控制系统，即插即用，无需安装，无需软件。iPlug 调光系统可控制RLC 全负载，让用户不必为选用什么种类的灯具烦恼。iModule(智能安装模块)可以安装在通用的开关盒里面，让家居环境更加简洁，此外，灯光控制模块和窗帘控制模块可以实现关联功能，使自动控制更方便。
能源和环境
采用Z-Wave技术的系统不仅为用户带来便捷智能的家居控制，同时，也为用户节省能耗，家庭将更加节能环保，如plugEnergy （智能电量检测器）让用户对整个家庭的能耗一目了然。就是首先将被检测电器的电源线连接到plugEnergy（电量测量仪）上，读取耗电量数据，使用Z-Wave将数据由测量仪发送到hub，再通过网关将数据协议由Z-Wave转换成TCP/IP，将转换后的数据通过互联网发送给服务器。最后利用服务器分析数据，处理分析结果，使其能够在iPhone或ipad等终端上显示。同时系统也会给用户提供削减能耗的建议，智能温度，湿度感应器将会与plugEnergy组成关联网络，共同工作，在为用户提供最舒适居家环境的同时，节约不必要的能源浪费。在当今能源紧缺，用电紧张的局面之下，Z-Wave这种低频率、低功耗、低成本的技术受到青睐也是理所当然的事情。
娱乐和舒适
众所周知，丹麦的乐高玩具在世界上名头很大，基本是很多小朋友的最爱，而同出于丹麦的Z-Wave技术也有志于为大人们打造一份最爱。由于Z-Wave技术已经整合插座、开关、窗帘、感应器、门锁、摄像监控及各种影音设备，同时在智能手机，平板电脑上有各种控制软件支持，所以可以为用户营造一种舒适，轻松的家居生活氛围。
安防
Z-Wave系统的产品在家居安防上非常重视，为用户提供安全系数高，易于操作的安防系统。如无线门磁、无线人体感应器、无线报警器、无线网关、智能摄像头、智能门锁等且这些产品之间都可以关联工作，为用户组建坚固的家庭防线。确保用户只要家里拥有iHub组建的网络，即使远在千里之外，家里的一举一动依然可以轻松掌握。信号传送如下图所示
成本
Z-Wave技术专门针对窄带应用并采用创新的软件解决方案取代成本高的硬件，因此只需花费其它类似技术的一小部份成本就可以组建高质量的无线网络。至于多便宜，我们不妨以 Z-Wave的主要竞争对手zigBee做一下比较。据Zensys业务开发副总裁Raoul Wijgergang称：“zigBee设计由于面向多种市场，则需要更多内存，因此成本会相对更高。而产品成本是家用市场的核心因素，Z-Wave的设计成本仅仅为zigBee的一半左右”。虽然很多高端别墅项目都是不差钱项目，但对于很多普通消费者或装修公司来说，用钱的地方还很多，所以咱还是很差钱的。因此省钱又稳定的Z-Wave才是王道啊。
Z-Wave虽然在欧美市场已经取得了不错的销售业绩，但仍然有一些需完善的地方。至于未来的发展，由于其市场定位相当精确，并与微软系列产品结合，Zensys提供Windows开发用的动态连结资料库(Dynamically Linked Library, DLL)，设计者可直接调用该DLL内的API函数(Application Program Interface, API)来做PC软体设计。尤其PC与遥控器的使用者介面才是使用者直觉产生使用者经验的媒介，加上产品造型的工业设计与质感，更是提升价值所在之处，而这些都是所有Z-Wave 联盟厂家愿意投资的领域。而其余的技术，都由平台提供商负责，使得Z-Wave的客户可以专心致力于提升并加强与使用者的情感联系。至于Z-Wave在中国市场，也还面临着一些问题，如何让产品更加的适合中国人的使用习惯，如何整合各方资源，建立适合中国市场的营销渠道等，都是亟待解决的问题。
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