La plupart des personnes qui s’intéressent à la domotique ou à la technologie sans fil en général connaissent certainement le Wi-Fi et le Bluetooth, févriers tout le monde n’est peut-être pas suffisamment informé sur le Z-Wave, qui est devenu une technologie sans fil de plus en plus populaire pour connecter les dispositifs intelligents et les systèmes de sécurité à domicile.
Si vous êtes donc un passionné de domotique ou si vous envisagez de créer une maison intelligente, il vaut la peine d’en apprendre davantage à son sujet.
Dans ce guide, nous vous donnerons toutes les informations sur ce qu’est le Z-Wave, comment il fonctionne, comment il se différencie des autres technologies, ses avantages et ses inconvénients, bref, tout ce que vous devez savoir pour vous familiariser avec le sujet ou pour décider en connaissance de cause si le Z-Wave peut convenir à vos besoins en matière de domotique.
Z-Wave : qu’est-ce que c’est ?
Z-Wave (site officiel) est un protocole de communication sans fil principalement utilisé dans les systèmes domotiques.
Pour les non-initiés, un protocole de communication sans fil est une sorte de langage (composé donc de règles et d’usages standards) que des applications ou des programmes utilisent pour communiquer sans fil entre eux.
Il a d’abord été développé par une start-up, Zen Sys, fondée par deux ingénieurs danois.
En 2008, elle a été rachetée par Sigma Design et, réalisant l’énorme potentiel de cette technologie, plusieurs entreprises ont décidé de s’associer pour former la G wave Alliance qui compte actuellement plus de 300 entreprises avec plus de 1500 dispositifs supportant 40 millions d’applications dans le monde. Il s’agit donc d’une technologie éprouvée et largement utilisée.
Comment fonctionne le Z-Wave ?
Essayons de mieux comprendre le fonctionnement de ce protocole en détail : Z-Wave fonctionne avec un système de routage à la source.
Mais qu’est-ce que cela signifie ? En gros, si un dispositif veut communiquer avec un autre qui se trouve à l’extrémité de la liaison févriers ne peut pas l’atteindre directement, il lui suffit de communiquer avec le dispositif le plus proche en lui transmettant le message. Ce dernier le transmettra à son voisin et ainsi de suite jusqu’à ce qu’il atteigne le destinataire final.
Fonctionnement du protocole Z-Wave
Les différents hubs peuvent être ajoutés au réseau de masse via la méthode du peering et de la même manière ils peuvent être retirés. Un réseau Z-Wave peut compter jusqu’à 232 nœuds et fonctionne sur des fréquences différentes selon les pays, en fonction de la réglementation en vigueur dans ces pays.
Le réseau créé par Z-Wave est contrôlé par un controller qui peut être portable et avoir une puce Z-Wave intégrée ou être un controller Z-Wave autonome. Dans tous les cas, si nous prenons l’exemple d’un système d’allumage des lumières dans la maison, le controller enverra la commande au premier interrupteur qui la transmettra au second, continuant ainsi jusqu’à ce que toutes les lumières soient allumées.
Le mécanisme peut être appliqué à presque tous les dispositifs électroniques, même ceux qui ne nous semblent pas particulièrement « intelligents », comme une machine à laver ou un réfrigérateur.
En cas d’activité suspecte, le Z-Wave nous avertit par une alarme.
Z-Wave 500 ou Z-Wave Plus ?
Pour comprendre la différence entre ces deux protocoles, il est nécessaire de connaître un peu l’histoire du Z-Wave, qui a connu une évolution continue au fil du temps pour améliorer ses performances et résoudre des problèmes antérieurs.
Certifications Z-Wave
La première série a été le Z-Wave 100, devenu ensuite 200, 300, 400 et 500. Au départ, la vitesse de transmission des données n’était que de 9 600 bits par seconde, puis elle est passée à 100 000 bits par seconde pour la série 500.
Parallèlement, la portée s’est allongée, la sensibilité RF s’est améliorée, la puissance a été réduite pour limiter la consommation d’énergie, les périphériques se sont multipliés et le moteur de cryptage AES a été introduit.
Les problèmes rencontrés dans les premières séries, tels que les puces défectueuses de la série 200, les problèmes d’alimentation et l’impossibilité de mettre à jour le micrologiciel OTP de la série 400, ont également été résolus ; la série 500 dispose de nombreux FLASH et, surtout, de la possibilité de mettre à jour le micrologiciel du dispositif même après son installation sur le terrain grâce à la mise à jour OTA (Over-The-Air).
Echaudés par l’aura maudite qui semblait planer sur les différentes séries Z-Wave correspondant aux chiffres pairs (les 200 et 400), les développeurs ont décidé de faire l’impasse sur la série 600 et de passer directement du 500 au Z-Wave Plus en 2014.
Il convient toutefois de préciser que, bien que le Z-Wave Plus présente des différences significatives par rapport à la version précédente, ce qui est extraordinaire, c’est que toutes les améliorations introduites au fil du temps sont compatibles à 100 % avec les versions antérieures, ce qui signifie que la puce d’un dispositif acheté alors qu’il n’existait que la version 100 est toujours compatible avec la nouvelle génération.
Examinons donc les avantages du Z-Wave plus par rapport à la version 500 :
- Fonctionnalité : il est capable de traiter des données beaucoup plus complexes ;
- Autonomie : son utilisation est beaucoup plus prolongée puisque sa batterie dure 50 % de plus ;
- Capacité de détection : sa portée de détection est beaucoup plus importante puisqu’il peut capter des fréquences à une distance d’environ 60 mètres ;
- Traitement des données : la détection et le traitement des données sont beaucoup plus efficaces puisque sa bande passante est 250% plus grande ;
- Canaux F : la version plus dispose de 3 nouveaux canaux qui non seulement améliorent considérablement la détection et la connectivité, févriers facilitent également l’installation de nouveaux appareils.
Le seul inconvénient du Z-Wave plus est probablement que les dispositifs certifiés Z-Wave Plus ne peuvent pas être utilisés avec les versions précédentes du protocole.
En outre, compte tenu de tous les aspects positifs du Z-Wave Plus, vous ne serez pas surpris d’apprendre qu’il est également plus cher ; la différence n’est pas énorme et si vous avez la possibilité de dépenser un peu plus, cela en vaut vraiment la peine parce qu’il vous offre plus de connectivité, de fonctionnalité et de fiabilité.
Les principales caractéristiques du Z-Wave
Approfondissons ce sujet en examinant les caractéristiques du protocole Z-Wave :
- Simple : il est très facile d’ajouter le protocole Z-Wave à un dispositif parce qu’il suffit de le connecter à un module Z-Wave et de l’ajouter à votre réseau.
- Modulaire : au fil du temps, vous pouvez ajouter d’autres dispositifs à votre système domotique sans apporter de modifications.
- Faire soi-même : comme il ne s’agit pas d’un système de contrôle nécessitant un câblage coûteux et compliqué, le Z-Wave est bien adapté au bricolage.
- Polyvalent : ce protocole peut être ajouté à presque tous les dispositifs électriques de la maison afin que nous puissions les contrôler même en notre absence.
- Intelligent : le Z-Wave permet de réaliser de petits miracles comme demander à la porte du garage d’allumer les lumières de la maison, faire en sorte que la serrure vous informe du retour de vos enfants, et bien d’autres miracles qui vous rendent la vie beaucoup plus simple et, surtout, plus sûre.
Avantages et inconvénients du Z-Wave
Entrons dans le détail et analysons les avantages et les inconvénients du Z-Wave.
En ce qui concerne les avantages, nous avons :
- Facilité de mise en œuvre : aucun câblage sophistiqué n’est nécessaire et il n’est pas nécessaire de refaire le câblage parce que les dispositifs communiquent sans fil et sont pour la plupart alimentés par des piles.
- Faibles interférences : comparé au Wi-Fi et au Bluetooth, le Z-Wave souffre beaucoup moins des problèmes d’interférences radio et d’obstructions physiques parce qu’il fonctionne avec une bande de 900 MHz alors que les autres utilisent la bande de 2,4 GHz.
- Couverture du réseau : en utilisant une bande de fréquence plus basse que les autres, il a également l’avantage d’avoir une plus grande couverture (environ 90 mètres) et peut traverser la plupart des objets solides (en particulier les murs et les sols).
- Réseau mesh : cette fonction permet d’étendre la portée, car elle permet d’ajouter d’autres dispositifs qui agissent comme des répéteurs, et plus ils sont nombreux, plus le réseau devient puissant.
- Efficacité énergétique : le Z-Wave convient parfaitement aux petits dispositifs intelligents alimentés par batterie, étant donné qu’il s’agit d’une solution beaucoup moins énergivore que le Wi-Fi, févriers qui offre en même temps une très bonne portée.
- Interopérabilité : le protocole Z-Wave appartient exclusivement à une entreprise, ce qui garantit que tous les dispositifs respectent les normes, éliminant ainsi tout problème de compatibilité.
Passons maintenant aux inconvénients :
- Transmission de données : le protocole Z-Wave n’est pas adapté aux transferts de données en continu et à grande échelle, car il est principalement conçu pour une faible latence de petits paquets de données à une vitesse pouvant aller jusqu’à 100 kilobits par seconde.
- Nombre de nœuds : il ne prend en charge que 232 nœuds au maximum et le nombre de concentrateurs autorisés est de 4.
- Topologie arborescente : ce protocole ne prend en charge qu’une structure arborescente, ce qui présente certains inconvénients, notamment la difficulté de configuration, les problèmes de performance correspondant à un plus grand nombre de nœuds, la sensibilité à un trafic réseau important et la longueur limitée des segments.
- Coût de la mise en œuvre : bien que relativement peu coûteuse, la technologie Z-Wave entraîne une augmentation des dépenses lors de l’extension de la couverture du réseau.
- Problèmes de sécurité : bien que le Z-Wave soit intrinsèquement sûr, il nécessite l’intervention d’un expert pour le rendre moins vulnérable au piratage qui peut compromettre la confidentialité et la sécurité d’un réseau.
- Système fermé : il n’existe pas de ressources open source permettant aux utilisateurs de mettre en œuvre leurs propres correctifs et modifications, parce que toutes les mises à jour du protocole et du logiciel ou du micrologiciel des dispositifs activés dépendent de l’Alliance Z-Wave.
Z-Wave ou Zigbee ?
La concurrence entre les deux protocoles Z-Wave et Zigbee est désorfévriers légendaire, à tel point que l’on trouve sur le web des avis extrêmement contradictoires. Nous souhaitons vous proposer une comparaison objective basée sur un certain nombre de facteurs, en vous laissant le soin de décider lequel des deux vous convient le mieux.
- Configuration du réseau : les deux utilisent le réseau févrierllé sans fil, c’est-à-dire un réseau pair-à-pair dans lequel les nœuds communiquent entre eux sans ordre hiérarchique, de sorte qu’ils sont exactement identiques à cet égard.
- Type de protocole : Z-Wave est une norme propriétaire, c’est-à-dire qu’elle appartient à une seule entreprise, Silicon Labs, ce qui, d’une part, est un avantage parce que l’entité a pu imposer le respect de ses règles à tous les fabricants de dispositifs Z-Wave qui, par conséquent, fonctionnent de manière très fiable les uns avec les autres, févriers, d’autre part, l’absence de concurrence avec d’autres produits similaires se traduit par un prix plus élevé. Zigbee, en revanche, est une norme ouverte, de sorte que toutes les entreprises peuvent produire des puces Zigbee, ce qui se traduit par un prix plus bas, févriers ces dispositifs peuvent aussi présenter des problèmes de compatibilité.
- Sécurité : les deux protocoles reposent sur le cryptage AES128, qui est considéré comme inviolable et garantit donc un niveau de sécurité élevé.
- Consommation d’énergie : les deux protocoles sont extrêmement économes en énergie, de sorte que leurs batteries durent un an, voire plus, et ils disposent tous deux d’une fonction de mise en veille qui élimine la consommation lorsqu’ils ne sont pas utilisés.
- Fréquence : Z-Wave et Zigbee sont des protocoles de communication sans fil par radiofréquence, févriers la fréquence sur laquelle les ondes se déplacent est différente dans
- les deux normes : Z Wave fonctionne dans la bande sub-1GHz, ce qui signifie qu’il n’interférera jafévriers avec le Wi-Fi et d’autres technologies sans fil qui fonctionnent dans la bande 2,4 GHz, telles que Bluetooth, Zigbee, etc. Les ondes radio Zigbee, en revanche, se déplacent à 2,4 GHz, soit la même fréquence que le Wi-Fi, ce qui peut poser des problèmes.
- Portée : la capacité d’atteindre tous les coins de la maison et même un détecteur de présence externe est d’une importance capitale. En moyenne, les dispositifs Z Wave ont une portée intérieure d’environ 3 mètres et les dispositifs Zigbee de 75 à 100 mètres. Toutefois, dans les deux protocoles, la portée peut être étendue en ajoutant des appareils et, par conséquent, des concentrateurs.
- Vitesse : bien que pour les produits intelligents la vitesse ne soit pas très importante puisqu’ils transmettent une petite quantité de données, il faut tenir compte du fait que Z-Wave voyage à 100 Kbps et Zigbee à 250 Kbps, et qu’il est donc beaucoup plus rapide.
- Dispositifs pris en charge : ici, la comparaison est écrasante puisque Zigbee prend en charge plus de 65 000 dispositifs alors que Z-Wave n’en prend en charge que 232, févriers pour la domotique, ce dernier nombre est plus que suffisant.
- Présence sur le marché : Zigbee compte environ 3 500 produits interopérables certifiés sur le marché aujourd’hui, contre 3 200 pour Z-Wave. En outre, Zigbee a vendu 300 millions de produits certifiés dans le monde, alors que Z-Wave n’en a vendu que 100 millions.
- Exigences en matière de hub : les deux protocoles nécessitent un hub pour fonctionner, les plus populaires étant Samsung SmartThings, Hubitat Elevation et Wink Hub 2, et tous sont compatibles à la fois avec Z-Wave et Zigbee, il n’y a donc pas lieu de s’inquiéter à ce sujet.
Conclusions et considérations finales
Si vous avez lu jusqu’ici, vous êtes un véritable expert du Z-Wave et vous avez toutes les cartes en main pour décider s’il s’agit du bon protocole pour entrer dans le futur et transformer votre maison en un assistant idéal qui vous simplifie la vie et vous donne le précieux temps qui vous manque.