Подключение устройств по протоколу Z-Wave

August 30, 2021

Краткое описание протокола

Z-Wave - беспроводная сеть для устройств умного дома, работающая на частотах 868 МГц (Европа) и 908 МГц (США/Канада). От других беспроводных протоколов отличается высокой надежностью, отсутствием помех от Wi-Fi и стабильной работой в сложных условиях. Сеть поддерживает ячеистую топологию (mesh), где каждое устройство, работающее от сети, может выступать ретранслятором сигнала.

Существует три типа устройств в Z-Wave сети:

  • Контроллер (Controller) - главное устройство сети, без которого невозможно взаимодействие пользователя с конечными устройствами. Контроллер управляет всей сетью и обеспечивает связь с другими устройствами;
  • Маршрутизатор (Router) - устройство, работающее от постоянного источника питания, которое ретранслирует сигналы между контроллером и конечными устройствами. Большинство устройств, подключенных к сети питания (выключатели, розетки, диммеры), автоматически становятся маршрутизаторами;
  • Конечное устройство (End Device) - датчики и исполнительные устройства. Если устройство питается от батареек, оно большую часть времени находится в спящем режиме для экономии энергии и не может выступать маршрутизатором.

Для работы с Z-Wave сетями в BARY используется сервис Z-Wave JS, который обеспечивает совместимость с широким спектром Z-Wave устройств различных производителей.

Особенности Z-Wave:

  • До 232 устройств в одной сети
  • Дальность связи до 30 метров в помещении, до 100 метров на открытом пространстве
  • Автоматическое построение маршрутов в mesh-сети
  • Высокая надежность и отсутствие помех от Wi-Fi
  • Поддержка шифрования S0 и S2 для безопасной связи

Настройка BARY

Установка Z-Wave контроллера в BARY:

  • На главном экране нажмите Меню image

  • Далее выберите Настройки image

  • В открывшемся окне выберите Устройства и нажмите добавить image

  • Откроется список устройств для добавления. Выберите Шлюзы и в раскрывающемся списке найдите Z-Wave JS или воспользуйтесь поиском по устройствам image

Примечание: На скриншотах показан поиск Zigbee, но процесс для Z-Wave аналогичен - просто введите “z-wave” или “zwave” в поиске.

Поиск по устройствам: - Нажмите на кнопку поиска: image - И начните вводить "z-wave" или "zwave"
  • Далее необходимо настроить параметры Z-Wave контроллера. Для этого необходимо указать порт, к которому подключен Z-Wave контроллер image

Примечание: Интерфейс настройки для Z-Wave аналогичен Zigbee, основное отличие - отсутствие настроек канала и PAN ID, так как Z-Wave автоматически управляет этими параметрами.

Как узнать порт, к которому подключен Z-Wave контроллер? Вывести в терминал список портов можно командой: 
  ls -l /dev/serial/by-id
Результат может быть таким: 
  lrwxrwxrwx 1 root root 13 Sep  7 14:49 usb-0658_0200-if00 -> ../../ttyACM0
Для контроллеров на базе Aeotec, Zooz или других популярных производителей обычно используются порты **ttyACM0** или **ttyUSB0**. Для контроллера JetHub со встроенным Z-Wave используется порт: **ttyAML1**
Что такое S2 Keys? S2 Keys - это ключи шифрования для безопасной связи в Z-Wave сетях. Современные Z-Wave устройства поддерживают несколько уровней безопасности: - **S2 Unauthenticated** - базовая безопасность без аутентификации - **S2 Authenticated** - безопасность с аутентификацией - **S2 Access Control** - для замков и систем контроля доступа При первоначальной настройке BARY автоматически генерирует необходимые ключи. Рекомендуется сохранить их в надежном месте.

  • После заполнения настроек нажмите Продолжить: image

  • Далее выберите комнату и, при необходимости, иконку контроллера. Затем нажмите Сохранить: image

  • После чего будет запущен процесс установки компонентов Z-Wave JS и настройка контроллера image

  • По завершении настройки компонентов Z-Wave, вы получите сообщение о готовности работы контроллера image

  • В комнате с добавленным ранее контроллером появится модуль Z-Wave image

Что делать, если на модуле указан восклицательный знак? image Возможные причины: - Контроллер не подключен или отключился - Неправильно указан порт в настройках - USB-контроллер не распознается системой - Недостаточно прав доступа к порту Попробуйте: 1. Проверить физическое подключение контроллера 2. Перезапустить сервис Z-Wave JS в настройках 3. Убедиться что порт указан правильно

Добавление устройств

Для добавления Z-Wave устройств в сеть, контроллер и устройство нужно перевести в режим включения (Inclusion Mode).

Включение режима включения контроллера:

  • На главном экране нажмите Меню image

  • Далее выберите Настройки image

  • В открывшемся окне выберите Устройства и нажмите добавить image

  • В появившемся списке выберите Добавить Z-Wave устройство image

Примечание: В интерфейсе будет отображаться “Добавить Z-Wave устройство” вместо “Zigbee устройство”.

Что делать, если в появившемся списке отсутствует опция добавления Z-Wave устройства? Вероятные причины: - Z-Wave контроллер не работает или не запущен - Контроллер не был добавлен в систему - Ошибка при установке компонентов Z-Wave JS Решение: 1. Проверьте статус контроллера в комнате 2. Перезапустите сервис Z-Wave JS 3. Попробуйте удалить и заново добавить контроллер
  • После чего контроллер перейдет в режим включения. Теперь переведите ваше Z-Wave устройство также в режим включения image

Примечание: Для Z-Wave устройств режим включения обычно активируется тройным нажатием кнопки на устройстве.

Как перевести Z-Wave устройство в режим включения? Для большинства Z-Wave устройств режим включения активируется следующими способами: **Общие методы:** - **Тройное нажатие** кнопки на устройстве (наиболее распространенный способ) - **Длительное удержание** кнопки в течение 3-5 секунд - Для некоторых устройств - **нажатие кнопки** один раз **Популярные производители:** - **Fibaro** - тройное нажатие кнопки B - **Aeotec** - нажатие кнопки Action Button - **Qubino** - тройное нажатие кнопки сервиса - **Philio** - тройное нажатие основной кнопки ⚠️ **Важно:** Всегда сверяйтесь с инструкцией к вашему конкретному устройству, так как процедура может отличаться! **Безопасное включение (Secure Inclusion):** Для устройств с поддержкой S2 (замки, датчики открытия дверей) может потребоваться ввод PIN-кода или сканирование QR-кода, который обычно указан на самом устройстве или в инструкции.
  • Если всё сделали правильно, будет получено сообщение об обмене данными с добавляемым устройством (Interview process): image

Для Z-Wave: Процесс опроса (Interview) может занять от нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от сложности устройства. Устройство полностью функционально только после завершения Interview.

  • После успешного обмена данными вы получите сообщение о новом устройстве, где вам будет предложено указать комнату и иные параметры, либо пропустить этот шаг и настроить устройство позднее image

  • Когда устройству будет назначена комната, оно будет отображено с имеющимися возможностями.

Примеры типичных Z-Wave устройств:

Датчик открытия двери/окна:

  • Состояние (открыто/закрыто)
  • Уровень заряда батареи
  • Температура (если поддерживается)
  • Качество связи

Умная розетка:

  • Включение/выключение
  • Измерение энергопотребления (Вт)
  • Измерение напряжения (В)
  • Измерение тока (А)

Умный выключатель/диммер:

  • Включение/выключение
  • Регулировка яркости (0-100%)
  • Измерение энергопотребления

image

  • Для вашего Z-Wave устройства набор возможностей может быть другим в зависимости от модели и производителя image

Просмотр топологии сети Z-Wave

Вы можете просматривать топологию сети Z-Wave для диагностики проблем со связью. Z-Wave автоматически строит оптимальные маршруты между устройствами.

  • Для просмотра информации о сети откройте интерфейс контроллера Z-Wave в вашей комнате

Примечание: В отличие от Zigbee, Z-Wave не предоставляет визуальную карту сети, но вы можете видеть:

  • Список всех устройств в сети
  • Соседние узлы (neighbors) для каждого устройства
  • Качество связи
  • Маршруты передачи данных

Полезная информация о топологии:

  • Hop Count - количество промежуточных узлов до контроллера
  • Route - текущий маршрут передачи данных
  • Neighbors - список соседних устройств, с которыми есть прямая связь

Лечение сети (Heal Network)

Z-Wave позволяет оптимизировать маршруты в сети с помощью функции “Heal Network” (Лечение сети).

Когда использовать:

  • После добавления/удаления устройств
  • При проблемах со связью
  • После перемещения устройств
  • Периодически (раз в месяц) для поддержания оптимальной производительности

Как запустить:

  • Откройте интерфейс контроллера Z-Wave
  • Найдите опцию “Heal Network” или “Rebuild Routes”
  • Дождитесь завершения процесса (может занять 10-30 минут для больших сетей)

⚠️ Важно: Во время лечения сети устройства продолжают работать, но могут наблюдаться задержки в выполнении команд.

Удаление устройства Z-Wave (Exclusion)

Для удаления Z-Wave устройства из сети используется режим исключения (Exclusion Mode).

Процесс удаления:

  • Откройте настройки устройств и включите режим исключения на контроллере
  • Переведите ваше Z-Wave устройство в режим исключения (обычно тройное нажатие кнопки)
  • Дождитесь подтверждения удаления
  • Устройство будет отвязано от сети

image

Как перевести Z-Wave устройство в режим исключения? Для большинства Z-Wave устройств режим исключения активируется **тем же способом**, что и режим включения: - Тройное нажатие кнопки - Длительное удержание кнопки ⚠️ **Важно:** Режим исключения универсален - вы можете удалить устройство с любого Z-Wave контроллера, даже если оно было добавлено на другом! **Сброс к заводским настройкам (Factory Reset):** Если устройство не удаляется обычным способом, обратитесь к инструкции для выполнения полного сброса. Обычно это: - Удержание кнопки 10+ секунд - Специальная комбинация нажатий
После удаления устройства оно сразу добавляется вновь, почему? Вероятная причина - включен режим автоматического включения (Auto Inclusion) на контроллере. Решение: 1. Убедитесь что режим включения выключен 2. Отключите Auto Inclusion в настройках контроллера 3. Выполните удаление заново

Безопасность Z-Wave сетей

Z-Wave поддерживает несколько уровней безопасности:

S0 Security (Legacy):

  • Устаревший метод шифрования
  • Поддерживается всеми устройствами
  • Может создавать дополнительную нагрузку на сеть

S2 Security (Рекомендуется):

  • S2 Unauthenticated - базовая безопасность без аутентификации
  • S2 Authenticated - с проверкой подлинности
  • S2 Access Control - высший уровень для замков и систем доступа

При добавлении устройства с S2:

  1. Контроллер запросит PIN-код или QR-код
  2. Введите код с упаковки или корпуса устройства
  3. Устройство добавится с максимальным уровнем безопасности

⚠️ Важно: Всегда используйте S2 для устройств безопасности (замки, датчики открытия) и критичных устройств!

Советы по построению надежной Z-Wave сети

1. Размещение устройств:

  • Устройства на питании (розетки, выключатели) размещайте равномерно по дому
  • Избегайте скопления устройств в одном месте
  • Металлические поверхности и аквариумы могут ослаблять сигнал

2. Маршрутизаторы:

  • Минимум 2-3 устройства на питании между батарейными датчиками и контроллером
  • Устройства на питании автоматически становятся маршрутизаторами

3. Расстояния:

  • До 30 метров в помещении между устройствами
  • Через бетонные стены - до 10 метров
  • На открытом пространстве - до 100 метров

4. Обслуживание:

  • Выполняйте Heal Network после изменения топологии
  • Следите за уровнем батарей в датчиках
  • Обновляйте прошивки контроллера и устройств

5. Частотные регионы:

  • Европа (EU): 868.42 МГц
  • США/Канада: 908.42 МГц
  • Австралия/Новая Зеландия: 921.42 МГц

⚠️ Важно: Устройства из разных частотных регионов несовместимы друг с другом!

Часто задаваемые вопросы

В: Сколько устройств можно подключить к одному контроллеру? О: До 232 устройств в одной Z-Wave сети.

В: Можно ли использовать Z-Wave и Zigbee одновременно? О: Да, эти протоколы работают на разных частотах и не мешают друг другу.

В: Нужен ли интернет для работы Z-Wave? О: Нет, Z-Wave работает локально. Интернет нужен только для удаленного доступа.

В: Что делать если устройство не добавляется? О:

  1. Убедитесь что устройство близко к контроллеру (1-2 метра)
  2. Попробуйте сначала исключить устройство, затем включить заново
  3. Проверьте батарейки в устройстве
  4. Выполните сброс устройства согласно инструкции

В: Можно ли переместить устройство после добавления? О: Да, но после перемещения рекомендуется запустить Heal Network для оптимизации маршрутов.

Успешной настройки вашей Z-Wave сети! 🏠✨

Если у вас остались вопросы, присоединяйтесь к Telegram-каналу или VK-группе.