Z-Wave是一种专门用于无线智能家居控制的低功耗、低速率的无线通信技术，工作在 868MHz（欧洲）和 908.42MHz（美国）频段，采用网状网络拓扑结构。
Z-Wave的特点是低功耗，节点可使用电池供电较长时间；数据传输速率较低，一般在 100kbps 左右；网络稳定性好，可支持多达 232 个节点；兼容性强，不同厂家的设备可相互兼容。
目前已有众多Z-Wave产品上市，涵盖多种智能设备，市场上有超过4700种不同的Z-Wave产品，来自300家公司的超1200种产品已通过认证，可前后兼容。
随着物联网发展和Z-Wave技术升级完善，如Z-Wave Plus标准的推出，在智能家居领域应用会更广泛深入，还可能拓展到酒店控制系统、工业自动化、农业自动化等多个领域。
一、技术概述
1.起源与发展：由丹麦公司Zensys主导，Z-Wave联盟推动其发展，联盟成员多为智能家居领域厂商，涵盖全球多个国家和地区。
2.基本属性：是基于射频的短距离无线通信技术，具有低成本、低功耗、高可靠、适于网络的特点。工作频带为908.42MHz（美国）~868.42MHz（欧洲），采用FSK（BFSK/GFSK）调制方式，数据传输速率为9.6kbps，室内信号有效覆盖范围30m，室外超100m。
二、网络结构
1.节点与地址：每个Z-Wave网络有独立的网络地址（HomeID），网络内每个节点有地址（NodeID），由控制节点分配。网络最多容纳232个节点，包括控制节点，控制节点可有多个，但主控制节点只有一个。
2.路由技术：采用动态路由技术，每个从节点内部有路由表，由控制节点写入，存储入网时周边其他从节点的NodeID，控制节点存储所有从节点路由信息，当控制节点与受控从节点距离超出最大控制距离时，会调用最后一次正确路径发送命令，若失败则重新检索路径。
三、技术优势
1.成本低：开发上采用集成化将多种器件集成在单个芯片上；设计安装时，系统设计相对简单；使用时，控制及信息交换通信量低，带宽仅9.6kbps，功耗低。
2.覆盖性和稳定性良好：采用小数据格式传输，低传输频率使信号波衍射能力强，可绕过障碍物；支持网状网络拓扑，动态路由机制让设备可将信号重传，保证传输覆盖；双向传输，采用双向应答式传送机制、压缩帧格式、随机式逆演算法减少失真和干扰，且点对点通信网络不会因一个节点故障影响其他节点。
3.操作灵活便捷：将多种器件集成在小芯片上，易集成到尺寸要求严格产品中，产品兼容互通性好；采用统一规格和标准，产品操作使用方式基本相同，组网操作简单。
4.安全性高：使用行业标准的AES128加密，与网上银行协议相同，认证过程确保网络和设备免受黑客攻击。
Z-Wave联盟不断推动技术发展，如Z-Wave Long Range技术可允许高达+30dBm的发射功率，使传输距离大幅增加，利用现有的调制技术扩展了Z-Wave协议的覆盖范围，消除了对网络中继器或路由器的需求，还优化了电池寿命、提高了可扩展性。
Z-Wave使用Security 2（S2）框架为智能家居设备和控制器提供端到端加密的高级安全性，认证可确保生态系统中的产品能相互配合使用，无论类型、品牌、制造商或版本如何，这在注重安全和设备兼容的智能家居市场中是重要优势。
四、不足之处
1.竞争压力较大：智能家居领域通信技术众多，如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等，各有优势和适用场景。Wi-Fi覆盖广、速度快；蓝牙连接便捷，常用于短距离设备连接；Zigbee组网能力强。Z-Wave需不断创新升级以保持竞争力。
2.市场碎片化问题：智能家居市场品牌和产品众多，各厂商标准和协议不同，导致市场碎片化。Z-Wave虽有自身标准，但在与其他非Z-Wave设备和系统集成时，可能面临兼容性和互操作性挑战。
3.用户认知和成本问题：部分消费者对Z-Wave技术了解有限，在选择智能家居产品时更关注品牌、功能和价格等。
4.传输速度相对较慢：Z-Wave的传输速率通常在9.6kbps到100kbps之间，相比Wi-Fi等技术，其数据传输速度较慢。这意味着在传输大量数据，如高清视频监控数据时会受到限制，可能导致视频卡顿、不流畅等情况，无法满足对实时性和数据量要求较高的应用场景。
5.成本问题：Z-Wave设备通常需要内置Z-Wave芯片等相关模块，这使得Z-Wave设备的生产成本相对较高。较高的成本会反映在产品价格上，导致消费者购买Z-Wave智能家居设备的成本增加，一定程度上影响了其市场普及程度。
6.兼容性存在挑战：虽然Z-Wave有自己的标准协议，但在实际应用中，不同厂商生产的Z-Wave设备之间可能存在兼容性问题。此外，与其他非Z-Wave通信技术的设备进行集成时，也可能会遇到困难，需要额外的网关或转换设备来实现互联互通，增加了系统的复杂性和成本。
五、应用领域
1.家庭自动化：能实现照明、家电、窗帘等设备的远程和自动化控制，可设置不同场景模式，一键调整设备状态。可将家庭中的电视、音响、投影仪等音视频设备连接起来，通过一个智能终端实现对所有设备的统一控制。用户可以用手机或平板电脑轻松切换电视频道、调节音量、播放音乐或视频等，无需使用多个遥控器。结合灯光、窗帘等设备，创建不同的娱乐场景。例如，在观影模式下，自动关闭主灯、拉上窗帘、打开投影仪和音响，并将电视切换到合适的输入源；在音乐模式下，调暗灯光，将音响设置为合适的音效模式，营造出舒适的娱乐氛围。
2.安全与监控：支持智能门锁多种开锁方式，可远程控制和查看记录；连接安防设备，在异常时发送信号和开启录像；烟雾和气体探测器通过其及时传输危险信息。
3.环境与能源管理：连接温湿度传感器和相关设备，自动调节室内温湿度；智能插座可查看用电情况和远程控制开关，实现节能。
4.医疗设备互联：可将家庭中的一些医疗监测设备，如智能血压计、血糖仪、体脂秤等连接起来，实现数据的自动采集和传输。患者测量完数据后，设备通过Z-Wave网络将数据同步到手机或家庭医疗终端上，方便患者及家人随时查看，也可上传至云端供医生远程诊断。
5.智能护理设备控制：对于有特殊需求的家庭，如照顾行动不便的老人或病人，Z-Wave可以控制智能护理床的升降、角度调节等功能，还能与呼叫按钮等设备连接，方便患者随时呼叫家人或医护人员。
6.灌溉系统自动化：应用于家庭花园或小型温室的灌溉系统中，通过连接土壤湿度传感器和智能灌溉控制器，Z-Wave技术可以根据土壤湿度自动控制灌溉设备的开启和关闭。当传感器检测到土壤湿度低于设定值时，自动启动浇水设备，保持土壤适宜的湿度，实现精准灌溉，节约水资源。
7.环境监测与设备控制：可以连接温度、光照、二氧化碳等环境传感器，实时监测花园或温室的环境数据。根据监测数据，自动控制通风设备、遮阳帘等设备，为植物生长创造最佳环境条件。例如，当温度过高时，自动开启通风扇；光照过强时，自动放下遮阳帘。
8.宠物喂食与饮水设备控制：能与智能宠物喂食器和饮水机连接，主人可以通过手机远程控制喂食器的出粮时间和出粮量，以及饮水机的换水和加水时间。还可以设置定时任务，确保宠物按时获得食物和水。
9.宠物活动监测与安全防护：在宠物项圈或宠物屋中安装Z-Wave传感器，可实时监测宠物的活动状态和位置信息。当宠物离开设定的安全区域时，主人会收到手机提醒。此外，还可以与宠物屋的智能门锁连接，控制宠物屋的开关，为宠物提供一个安全舒适的生活环境。
