Z-Wave: cos’è, come funziona e a cosa serve?

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Se sei un appassionato di domotica avrai sicuramente sentito parlare di Z-Wave. Ma che cos’è davvero? E a cosa serve? Facciamo un passo indietro. Oggigiorno la percentuale di persone in possesso di una casa smart è davvero molto alta: se pochi anni fa gli elettrodomestici e dispositivi smart erano un privilegio di pochi, oggi sempre più persone si affidano a essi per rendere più semplice la vita di tutti i giorni. Ed è proprio qui che entra in gioco Z-Wave, una tecnologia di rete mesh wireless sviluppata dall’azienda danese Zensys come protocollo di comunicazione destinato principalmente alla domotica, in particolare agli elettrodomestici e dispositivi intelligenti. Anche se è la prima volta che senti parlare di questa tecnologia, in realtà si tratta di un sistema messo a punto nei primi anni 2000. Trattandosi di una rete mesh, Z-Wave funziona con un hub centrale, e fa in modo che ogni dispositivo smart presente in casa possa fungere da segnale o access point di rete. In breve, ogni device collegato alla rete può collegarsi ad essa o aiutare a distribuire il segnale in modo che arrivi ad altri dispositivi. Nel corso degli anni potresti anche aver sentito parlare di Z-Wave Plus, un’altra iterazione di Z-Wave in grado di offrire una lunga lista di miglioramenti, tra cui un minore consumo energetico, una maggiore larghezze di banda e un processo di associazione e disaccoppiamento dei dispositivi più semplice. Dopo aver visto tutti i vantaggi degli hub per smart home, andiamo ad approfondire il discorso Z-Wave.

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Come funziona Z-Wave?

In quanto protocollo per la casa intelligente, Z-Wave ha un funzionamento simile a quello delle connessioni Bluetooth e Wi-Fi in termini di funzionalità, sebbene si tratti di tre protocolli distinti. A differenza della rete Wi-Fi, Z-Wave è un protocollo per case smart più efficiente dal punto di vista energetico e a bassa latenza, che opera nella gamma di frequenze radio da 800 a 900 MHz. Cosa significa operare su una banda di frequenza inferiore? In parole povere, nonostante i protocolli smart home che operano su una frequenza più elevata possano potenzialmente trasportare più dati (come per esempio fa la rete Wi-Fi), generalmente questi hanno una portata più breve e sono maggiormente ostacolati da eventuali barriere fisiche. I protocolli smart home a bassa frequenza come Z-Wave tendono invece ad avere una portata più lunga e sono meno suscettibili alla soppressione del segnale da parte di barriere fisiche. Infatti, per capire appieno il funzionamento di Z-Wave, è importante conoscerne i componenti. In pratica, esistono due tipi di dispositivi Z-Wave, chiamati controller e slave. I controller sono device Z-Wave che possono controllare altri dispositivi dello stesso tipo. Al contrario, gli slave sono dispositivi Z-Wave che possono essere controllati da altri dispositivi dello stesso tipo. Vediamo come funziona.

Controller

Molti controller possono essere implementati come hub, e hanno lo scopo di avviare a mantenere la rete Z-Wave, di accoppiare e disaccoppiare di dispositivi connessi alla rete e di consentire ai device collegati di interagire con tutto ciò che è connesso alla rete.

Una rete Z-Wave può avere un solo controller primario, il cui ID univoco viene utilizzato come Home ID dell’intera rete e viene utilizzato per associare tra loro tutti i dispositivi connessi ad essa per facilitare la creazione di una rete mesh. .Un Home ID è ciò che garantisce, per esempio,  che la rete Z-Wave dei tuoi vicini non interagisca o interferisca con i tuoi dispositivi.

Slave

D’altro canto, gli slave Z-Wave sono i dispositivi effettivamente compatibili con Z-Wave connessi alla tua rete domestica, che possono essere sensori di movimento, termostati smart, serrature intelligenti, interruttori e tanto altro ancora. Ad oggi, è possibile collegare un massimo di 232 dispositivi slave a una singola rete di questo tipo.

In breve, il controller principale, che in questo caso viene distribuito come hub per smart home, è solitamente il dispositivo nella rete Z-Wave che verrebbe connesso a Internet. Quindi, quando questo riceve un comando dallo smartphone o dal computer (per esempio per accendere una luce), il comando viene indirizzato a tutti i dispositivi connessi al nodo di destinazione all’interno della tua rete Z-Wave. Trattandosi di una vera e propria rete mesh, il segnale può essere inviato a un dispositivo controller o slave, fino a raggiungere quello desiderato.

Quali sono i vantaggi della rete Z-Wave?

rete Wifi

Una volta compreso cos’è Z-Wave e come funziona, andiamo a vedere quali sono i principali vantaggi che si possono trarre dall’utilizzo di questa rete.

1. Meno interferenze

Bluetooth, ZigBee e Wi-Fi funzionano tutti all'interno dello spazio di frequenza radio a 2,4 GHz. A volte, quando si collegano troppi dispositivi a queste reti possono crearsi alcune fastidiose interferenze in grado di compromettere il funzionamento dei dispositivi stessi.  portando a interferenze. Operando invece all'interno di uno spettro meno affollato, da 0,8 a 0,9 GHz, Z-Wave riduce efficacemente la possibilità di conflitti e interferenze.

2. Meno sensibilità agli ostacoli

Uno dei vantaggi dell'utilizzo di Z-Wave è proprio rappresentato dal fatto che questa tipologia di rete è meno suscettibile alle barriere fisiche. Questo significa che i segnali radio possono attraversare ostacoli, muri e pareti senza perdere potenza. Ciò comporta anche una migliore copertura di rete.

3. Basso fabbisogno energetico

Uno dei più grandi vantaggi di Z-Wave è proprio il bassissimo fabbisogno energetico.  Z-Wave ha un’efficienza ideale per i piccoli dispositivi smart alimentati a batteria, poiché rappresenta un’alternativa di potenza decisamente inferiore rispetto a quella delle reti WiFi, offrendo comunque una portata migliore.

4. Portata più lunga

A differenza di altri protocolli di comunicazione per smart home, Z-Wave offre una portata davvero incredibile che può raggiungere i 100 metri in spazi aperti e 50 metri in ambienti chiusi. Ma c'è di più. Z-Wave è una rete mesh con ogni nodo potenzialmente in grado di distribuire i segnali: questo non fa che aumentare vertiginosamente la sua portata. Infatti, più dispositivi saranno connessi al nodo, maggiore sarà la portata della rete.

5. Installazione semplice

Configurare una ree Z-Wave è abbastanza semplice. Lo stesso vale per i dispositivi compatibili e connessi: basterà infatti accenderli, abbinarli alla rete e collegarli allo smartphone o al computer. Una volta fatto, sarà possibile controllarli da remoto con dei semplici comandi vocali.

Usare Z-Wave ha degli svantaggi?

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Nonostante si tratti di un’ottima modalità di connessione per le case smart, Z-Wave presenta anche qualche lato negativo. Ecco quali potrebbero essere alcuni svantaggi.

1. Variazione della frequenza

Sulla carta, tutti i dispositivi Z-Wave dovrebbero essere interoperabili. Questa è una delle promesse chiave del protocollo Z-Wave. Tuttavia, i device compatibili con questa tipologia di rete potrebbero sperimentare alcuni problemi di compatibilità, per esempio se provenissero da paesi diversi.

2. Prezzo

I dispositivi compatibili potrebbero avere un costo leggermente maggiore rispetto ai normali device WiFi. Questo è dovuto al fatto che si tratta di una tecnologia proprietaria gestita da un gruppo di società private chiamato Z-Wave alliance.

3. Larghezza di banda ridotta

Z-Wave non è un protocollo ideale da utilizzare su elettrodomestici smart che richiedono molta larghezza di banda per funzionare al meglio. Anche se probabilmente non sperimenterai alcun problema di connessione, in futuro gli elettrodomestici potrebbero richiedere un maggiore utilizzo della larghezza di banda e di conseguenza avere dei problemi di trasporto di dati.

Z-Wave: vale la pena optare per questa tipologia di connessione?

In conclusione, Z-Wave è una tecnologia all’avanguardia che consente di creare una vera e propria rete mesh all’interno di casa per renderla più smart. In questo modo sarà possibile creare una rete di elettrodomestici e dispositivi smart connessi tra loro e che aiutano a estendere il segnale in più punti della casa. Si tratta di un sistema tecnologico molto utile e in grado di offrire molti vantaggi. Ovviamente, prima di optare per l’utilizzo di questa modalità di connessione occorre tenere conto anche di alcuni svantaggi a cui si potrebbe andare incontro sul lungo termine. Fortunatamente, oggi non si tratta dell'unico protocollo per smart home disponibile sul mercato. Infatti, si può sempre optare per ZigBee, Bluetooth e per il buon vecchio Wi-Fi, tre opzioni altrettanto valide.

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