Z-Waveの相互互換性を紐解く：IoT時代の無線規格を知る【Z-Wave編】（2）（2/2 ページ）

前回は、海外を中心に普及が進む無線規格「Z-Wave」の国内動向を中心に紹介した。今回からは数回に分けて、Z-Waveがなぜ相互互換性を実現できているのかについて、ひもといていく。

[小川誠（Z-Works），EDN Japan]

IDはどのように振り分ける？

　ネットワークにノードを追加することは、インクルージョンと呼ぶ。ノードを削除することはエクスクルージョンと呼んでいる。Node IDを設定できるのは、ネットワーク内に1つだけと規定された「Gateway Primary Controller」である。

　Home IDは、Z-Waveアライアンスにより管理されており、完全にユニークな番号が付加される。ゲートウェイには、工場からの出荷時にHome IDが付加される。

　なお、Z-Waveでは、複数のゲートウェイが同じネットワーク、同じHome IDで動作することを求めている。Primary Controllerとして既に動作しているゲートウェイがあるネットワークに、追加でゲートウェイをインクルージョンした場合、追加されたゲートウェイは「Secondary Controller」として、Home IDとNode IDが割り振られれる。

　一方、スレーブデバイスとなるセンサー類は、工場出荷時には、Home IDもNode IDもなく出荷される。実際に使用する際は、インクルージョンされたとき、ゲートウェイからHome IDおよびNode IDが割り振られる。

MAC層（Media Access Function）

　Z-WaveのMAC層は、最大64バイトまでのPHY（Physical layer：物理層）フレームを使用する。このフレームで規定されたデータが、実際に送受信に使われる。

＜構造＞
・Home ID：4バイト
・送信元のNode ID：1バイト
・フレーム制御データ：2バイト
・フレームの長さ：1バイト
・送信先のNode ID：1バイト
・データ格納部分：最大54バイト
・チェックサム：1バイト

　フレーム制御のデータは、ヘッダのタイプ指定、スピード、ルーティングされたフレームかどうかのフラグ、シーケンスナンバーなどが格納されている。フレームの最後には、チェックサムが付加される。データを間違いなく送受信できたか確認を行う。

送信は、特定ノードへのシングルキャスト、複数ノードへのマルチキャスト、一斉送信となるブロードキャストが規定されている。左はマルチキャストの例。右はブロードキャストの例 （クリックで拡大）

＜データ送受信のシーケンス＞
（1）データパケットの受信
（2）チェックサムの確認→間違いがない
（3）Home IDの確認→Home IDが一致
（4）Node IDの確認→送信先に指定された受取り側のNode IDが一致
（5）Ack（受取確認のデータパケット）を送信

　次回は、Z-Waveのルーティングによるメッシュネットワークについて解説し、なぜZ-Waveが相互互換性を実現できているのかを、引き続きひもといていく。

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