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 Z-Wave

Protocole Z-Wave

Développé pour des usages peu énergivores nécessitant un faible débit de données, le protocole Z-Wave permet de transmettre des données sur des distances allant de 30 mètres en intérieur et jusqu’à 100 mètres en plein air.

Il fonctionne en réseau maillé (chaque appareil connecté peut relayer l’information émise par les autres), ce qui lui permet d’élargir sa portée.

Le réseau Z-Wave se compose de contrôleurs (un contrôleur principal et plusieurs contrôleurs secondaires) et d’esclaves. Les contrôleurs sont les nœuds du réseau qui lancent les commandes de contrôle. Ils envoient également les commandes aux autres noeuds.

Les dispositifs esclaves sont les nœuds qui répondent en fonction de la commande reçue et les exécutent. Les nœuds esclaves transmettent également les commandes aux autres nœuds du réseau. Cela permet au contrôleur d’établir une communication avec les nœuds qui ne sont pas dans la zone de fréquence radio.

Z Wave Schema Tag

Les contrôleurs

Un contrôleur aura une table de routage complète d’un réseau maillé et l’hébergera. Le contrôleur peut ainsi communiquer avec tous les nœuds du réseau. Il existe deux types de contrôleurs : primaire et secondaire.

Le contrôleur qui crée le réseau initial est le contrôleur principal/primaire du réseau et il n’y en aura qu’un seul dans chaque réseau Z-Wave. Ce dernier a la capacité d’inclure et d’exclure les nœuds du réseau. Ainsi, le contrôleur primaire conserve toujours la dernière topologie du réseau et s’occupe également de la gestion de l’attribution des ID de nœuds.

Les contrôleurs qui sont ajoutés au réseau à l’aide du contrôleur primaire sont appelés contrôleurs secondaires. Ils n’ont pas la capacité d’inclure ou d’exclure des nœuds. Ils obtiennent des copies des tables de routage du contrôleur primaire.

Les esclaves

Les dispositifs/nœuds esclaves d’un réseau Z-Wave reçoivent les commandes et exécutent des actions en fonction de ces commandes. Ces nœuds esclaves ne sont pas en mesure de transmettre des informations directement aux autres nœuds esclaves ou contrôleurs, à moins qu’ils ne reçoivent des instructions à cet effet dans les commandes. Les nœuds esclaves ne calculent pas les tables de routage mais ils peuvent stocker les tables de routage ; ils agissent alors comme un répéteur.

Home ID

Le protocole Z-Wave utilise le champ Home ID pour séparer les réseaux les uns des autres. Il s’agit d’un identifiant unique de 32 bits qui sera préprogrammé dans tous les dispositifs de contrôle. Tous les dispositifs esclaves ont besoin de la valeur Home ID afin de communiquer dans le réseau. Cette valeur est communiquée à tous par le contrôleur principal qui le communique également au contrôleurs secondaires pour contrôler les nœuds.

Node ID

L’ID du nœud est une valeur de 8 bits. Au même titre que le Home ID, il est attribué aux nœuds esclaves par le contrôleur. Ils sont utilisés pour adresser les nœuds individuellement dans un réseau Z-Wave. Ces ID sont uniques et définis par le Home ID unique.

Pile de protocole Z-Wave

La pile de protocoles Z-Wave se compose de la couche PHY, de la couche MAC, de la couche transport, de la couche réseau et de la couche application. En plus de servir leurs homologues, toutes les couches ont leurs propres tâches.

Z-Wave Couche physique (zwave PHY)

La couche physique z-wave s’occupe de l’insertion du préambule dans la trame z-wave. Elle s’occupe de la modulation et de la démodulation ainsi que de la sélection du canal RF. Elle s’occupe de la transmission et de la réception des trames de données.

Sécurité Z-Wave

L’architecture du protocole ne désignant pas les spécifications de la couche de sécurité, elle est spécifique à l’implémentation. La couche de sécurité Z-Wave assure une communication sécurisée entre les nœuds ainsi qu’entre les contrôleurs et les nœuds.

Tableau comparatif

ZigbeeZ-WaveWi-FiBluetooth
FRÉQUENCES868/915 MHz / 2,4 GHz868/915 MHz2,4 et 5 GHz2,4/2,5 GHz
DISTANCE10-1000 mètres30-50 mètres100 mètres10-15 mètres
NOMBRE D’APPAREILS65000232Environ 2508
BANDE PASSANTE40 à 350 Kb9.6 à 100 Kb6Mb à 1,3Gb720 Kb à 2,1 Mb
MAILLAGEOuiOuiNonNon
CONSOMMATION ÉLECTRIQUE0,39 watts0,87 watts


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