我拆除GB 6k照明系统的原因

早在2012年，我和妻子在苏格兰爱丁堡开始了一个房屋翻新项目，前一年我们搬到了那个伟大的城市。在我们之前的伦敦住所，我们安装了一家名为Rako的公司的无线照明系统，它工作得很好，足以让我们相信无线是可行的。现在，在过去的7年里，我安装和维护了一个拥有150多个无线照明控制电路的系统，我终于不得不承认我的技术选择是错误的。我安装的Z-Wave无线照明系统不适用于像我这样的家庭。我现在几乎拆掉了我安装的所有Z-Wave设备--购买和安装这些设备花了我6000多GB的钱。继续读下去，看看我最终把它踢出去的10个原因，以及我现在用什么取代了它。

首先，让我解释一下，我职业生涯的大部分时间都是在无线(手机)行业度过的，我认为自己在这一领域拥有相当程度的专业知识。我创立的公司(http://www.actix.com))在过去25年里一直是规划和优化新无线技术的领先专家，开发了从模拟到5G的各种测量和优化解决方案。

无线技术是过去50年来一些最令人惊叹的发展的幕后推手--比如iPhone和卫星电视。因此，你可能会觉得奇怪，我会怀疑领先的家庭自动化无线技术是否有能力做一些像打开和关闭灯这样简单的事情。但不幸的是，我的经历正是如此。

早在2012年，我就征求了我认识的家庭自动化先驱们的推荐--尤其是皮尔格林·比尔特(Pilgrim Beart)和昆汀·斯塔福德-弗雷泽(Quentin Stafford-Fraser)(网络摄像头的共同发明者)。比尔特是蜂巢产品https://www.hivehome.com的创始人，现在归英国天然气集团所有。当时的共识是，市场上已有的一项无线技术将成为家庭照明控制的事实标准。这似乎相当有说服力，因为AeoTech、菲巴罗(Fibaro)、飞利浦(Philips)和LightwaveRF等公司已经在生产无线照明系统，包括(在前两种情况下)控制模块，这些模块可以改装到电灯开关后面的壁盒中。

当时，无线技术基本上有三种主要选择：Z-Wave、LightwaveRF和ZigBee。我把LightwaveRF打折了(现在还是吗？)。范围非常有限，我的房子是一座老房子，几乎完全是用很大的石块(即使是内部的)建造的，这些石块非常擅长阻挡射频信号。在Z-Wave和ZigBee之间，从无线的角度来看，没有太多可供选择的，但当我看到制造商对每种技术的支持时，我就做出了这个决定。如上所述，像AeoTech和Fibaro这样的公司已经在市场上有了我认为最适合我的照明控制系统的模块(开/关或调暗电路的设备)，而对ZigBee的这种支持几乎是完全不存在的，除了一些业余爱好者级别的公司。

所以我找到了一家供应商(顺便说一句，Vesternet很不错)，并开始订购Z-Wave模块来试用。快进18个月左右，我(在一位名叫洛伦佐的伟大电工的帮助下)安装了150多条带有Z波控制的电路。我在那个时期安装的许多模块都是Fibaro的第一代调光器和开关(继电器)单元。他们有一些怪癖，但我发现，如果我买了合适的LED灯(主要是飞利浦的)，并使用你可以买到的Balun来配合Fibaro调光器，那么我就可以获得(相对)无闪烁的无线调光效果。

由于洛伦佐正在更换房子里的大部分电线，我设法让他在大约五个不同的地方把很多控制电缆放在一起。这简化了添加设备的任务，还帮助我跟踪实际设备。到今天为止，我有一个电子表格，大约有500条线路(每条线路大约3条)，详细说明了房子里所有的照明电路，它们所连接的断路器，控制电路的设备类型及其位置。不幸的是，我没有百分百成功地找到这五个地点中任何一个照明电路的控制点，实际上至少有三个单元丢失在墙上的某个地方，它们响应Z波命令，但似乎控制不了我能找到的任何东西！

选择了一种技术和模块来打开和关闭(或调暗它们)后，下一步是决定中央集线器或控制器，因为所有Z-Wave网络都需要其中之一。当时有一款很流行的叫维拉(Vera)的，我最初选择了这个名字。它有一个相当好的方法来克服Z-Wave的一个问题(添加一个新的模块需要集线器和模块靠近)，电池盒的形式可以在你移动集线器添加模块的同时为集线器供电(AeoTech Z-Stick也有类似的功能)。不幸的是

于是，我们开始了一场华尔兹舞曲，展示了Fibaro的HC2 Hub，一款基于Mac的家庭自动化应用Indigo，一个名为Domoticz的开源系统，最后是Home Assistant(我之前提到的昆汀推荐的系统--我有没有告诉你他是网络摄像头的发明人之一--我说了--但我想这已经足够酷了--不是吗？)--这是一个基于Mac的家庭自动化应用程序，名为Domoticz的开源系统，最后是Home Assistant。每个系统都有自己的长处和短处，但归根结底，我发现其中任何一个系统的许多问题都归结为Z-Wave本身的问题。虽然我从一个系统到另一个系统的慢跑有时会给我留下进步的印象，但它们通常只是转移了阴影，没有解决根本问题。

然而，事实证明，真正重要的是这些系统所基于的硬件。Vera和Fibaro HC2有自己的硬件平台，但都不是开放的，这给我带来了不少麻烦，因为我试图工作，尽管故障集中的问题，我稍后会尝试解释。基于Mac的系统很好，因为它是基于Mac硬件的，我发现这是相对可靠的。然而，具有讽刺意味的是，正是Mac Mini的故障最终引发了另一次切换，由于缺乏Z-Wave诊断，我一直在考虑这一点。

我转移到的系统(Domoticz和后来的Home Assistant)都是基于树莓派(Raspberry Pi)硬件的，这导致了相当多的问题-由于断电导致的SD卡损坏，由于我试图自动更新系统而不幸地重启，以及我遇到的一些断路器问题引发的硬件故障。

将模块添加到Z-Wave网络的过程是将集线器置于“包含”模式，然后在模块靠近集线器时按下模块上的按钮。这听起来很简单，但现在想象一下，对散布在一所房子周围的150个模块进行这种操作，一些在墙板后面，另一些在防水盒子里，隐藏在天花板中，等等。

做一次是相当繁重的，但我想我可能已经为房子里的每个模块平均做了三次，再加上我移动过的模块，或者出现故障而不得不更换的模块，我可能已经做了相当多的次。其中包括500个进程。这只是为了让系统可以看到模块。一旦它被包括在内，你通常必须找到你想要使用的模块的特定功能(例如，除了动作检测功能之外，运动传感器可能还有温度读数、亮度和警报设置)，然后你给每个功能命名，然后你需要指出它在哪个房间，然后你可能想要将它与其他模块功能组合在一起(例如，餐厅中的情绪设置通过场景或组来设置五个不同模块上的光线水平)。(例如，餐厅中的情绪设置可以通过场景或组来设置五个不同模块上的光线水平)，然后你需要将其与其他模块功能组合在一起(例如，餐厅中的情绪设置可以通过场景或组来设置五个不同模块上的光线水平)。所有这些都需要输入，你通常会在四处走动的时候输入，所以你会在笔记本电脑或平板电脑上输入，有时还会爬上梯子或放在橱柜里。

现在，我已经到了害怕某些模块出现故障的阶段。控制花园里的水景的那个在一个密封的盒子里，控制室外加热器的那个在一个只能通过摇摇晃晃的梯子才能进入的小阁楼里，客房抽气扇的那个在爬行的空间里，等等。这不可能是正确的做法，对不对？

当我将这与过去IT运营与现在的开发运营方式进行比较时，我认为可以公平地说，我们才刚刚开始，情况必须改变。过去，IT人员不得不连续数小时坐在计算机前安装操作系统、应用程序和安全性，这是很正常的。现在，它是在以虚拟化为主的硬件上远程自动完成的。此外，大多数应用程序现在都在云中，运行它们的服务器的管理达到了N级自动化。家庭自动化和物联网还有很长的路要走！

如前所述，Z-Wave的一个常见挑战是将新模块引入网络需要模块和集线器靠得很近。这实际上创造了大量的工作。有两种主要方法来处理此问题：

当模块靠近集线器时打开电源，稍后再移动。

如果您依赖网状网功能来扩展网络范围，则这两种选择都有问题，因为网状网的工作方式是查找从一个模块到另一个模块的路由，以便它可以远距离通信。

在第一种情况下，集线器会认为模块可以直接通信-而不是通过网格。在第二种情况下，模块的邻居列表将完全错误。

在这两种情况下，当添加模块时，集线器总是认为它与模块直接通信，因此当集线器返回到正确位置时，它必须消除这一点才能正常运行。实现这一点的方法是“修复”网络，这涉及到四处发送大量消息，以发现哪些模块是彼此的邻居(可以“听到”)。这就引出了下一个问题。

对于小型网络，“修复”相对较快，但随着网络的发展，可能需要更长的时间，如果东西已经移动或没有通电，那么可能会出现大问题。

只有几个模块，一个完整的网络修复只需要几分钟，但随着我添加越来越多的设备，修复花费的时间越来越长，最终它不是一夜之间完成的。在Z-Wave的第一个版本中，推荐进行夜间治疗，但我很快就通过了这一点--我想，早在我讲到100个模块之前，这一点就已经可以实现了。

我读过很多关于Z-Wave Plus的“修复”操作的改进，事实上，我确实开始购买Z-Wave Plus设备来替换故障的Z-Wave设备。但我没有察觉到任何改进--可能是因为我现在使用的是Z-Wave和Z-Wave Plus设备的混合网络。不过，为了完整性，我确实试着创建了另一个只有Z-Wave Plus设备的网络，但在因为其他问题而放弃之前，我没有进行足够的测试。

Z-Wave是一种专有协议，几家家庭自动化软件供应商将其Z-Wave网络集线器缺乏备份功能归咎于此。实际Z波连接到集线器所使用的许多不同方法也加剧了这一问题。例如，Domoticz、Home Assistant和其他软件都是开源软件包，它们利用第三方程序库OpenZWave(OZW)连接到您的网络。

此外，用于连接的实际硬件通常是USB加密狗(例如AeoTech Z-Stick或ZWave.Me)或RaZberry，这是一个与Raspberry PI兼容的附加组件。备份这些设备需要不同的软件，据我所知，如果设备是通过OZW连接的，是不可能做到的。因此，每次更改Z-Wave网络的配置时，您都需要关闭家庭自动化软件并备份USB加密狗上的内存。

我认为，公平地说，没有一个称职的开发人员会接受一个如此容易出现人为错误的系统。

另一个问题是，网络配置(存储在USB加密狗上的非易失性存储器中)和家庭自动化软件配置(设备名称、房间、组、场景、规则-例如在特定时间打开和关闭设备)彼此分开地存储(和备份)，并且使用不同的备份机制。但是，如果这些备份不同步，则不可能恢复系统的全部功能。下面简要解释一下为什么备份是不可能的。

曾几何时，我有一个朋友，他对无线照明系统持怀疑态度。我告诉他，系统是由一台计算机运行的，这就是他突袭的时候。“如果停电了，”他说，“你的电脑就会关机，你就无法控制灯光了。”当然，我嘲笑并指出，如果没有电，除了灯，就没有什么可以供电的了。我是1比0！

但我才是那个应该更仔细考虑的人。任何依赖于单一中心集线器的网络(如Z-Wave)都会出现单点故障--我想这是他观点的延伸。由于Z-Wave集线器有许多组件，其中任何一个组件的故障都可能导致网络瘫痪。多年来，集线器的主要部件(树莓PI-由于SD卡损坏，Domoticz软件-由于错误更新和U盘-由于物理损坏)一直是我的问题。

集线器上的一个软件/硬件/连接故障意味着我无法打开整个房子里的任何一盏灯。这对这项技术来说是个大问题！

当然，任何熟悉Z-Wave的人都会告诉你，有一种方法可以通过添加辅助控制器来解决这个集中问题。但这就引出了一个相关的问题。复杂性。

添加辅助控制器不是一件轻而易举的事情，我尝试过的任何家庭自动化平台都不能很好地支持它。事实上，辅助功能实际上只在基本网络配置级别进行处理。理想情况下，您应该将辅助控制器托管在不同的硬件和软件平台上，以防这是一个系统性问题，但这会导致不得不再次设置整个系统。

我曾多次尝试设置辅助控制器，并实际让系统故障转移到辅助控制器上，但每次要么太复杂、太耗时，要么就是因为太难确定何时到了紧要关头而失败了。

另一个问题(如果您还没有厌倦的话)是中等规模网络中模块的不可接受的故障率。我现在有大约150个模块，我认为可以肯定地说，在过去的五年里，我没有一个月的时间没有模块出现故障。我跟不上失败率。目前，网络上大约有7个死节点，至少有3个模块表明它们工作正常，但运行不正常。

诚然，这其中的一些原因可能是上个月发生的整条街的停电，这也导致了一辆覆盆子PI上的SD腐败问题。但不管是什么原因，即使每个模块的平均无故障时间(MTBF)为100,000小时(超过10年)，当您将150个模块合并到一个系统中时，一个模块的平均故障间隔时间(MTBF)实际上不到一个月。

因此，接近一年或更长时间的MTBF的唯一方法是将模块的数量减少10倍以上，或者大幅提高每个模块的可靠性。

现在来看另一组与模块相关的问题，这些模块要么真的死了，要么死了但通信不可靠，要么死了但无法到达，要么死了但已经关机了一段时间，等等。对于任何通信系统，都必须有一些方法来处理通信或节点故障，这些故障会导致系统降级但仍能正常工作。在网状网络中，这比较困难，因为出现故障或通信不可靠的节点可能是用于到达网络中更远的其他节点的路径的一部分。

Z-Wave处理节点通信不足的主要方式是逐渐降低尝试通信的速率，直到完全放弃通信。这在小型网络中可能行得通，但根据我的经验，完全放弃一个节点的想法可能每个月要花费我几个小时的维护时间。每次发生这种情况时--当我不在的时候我们停电时，大约有10个节点会发生这种情况--迫使我找到模块，并按下模块上的一个按钮来唤醒节点，让它进行通信。

我相信，如果网络设置为轮询模式，那么这不会是问题。但轮询是一项耗时的操作，除了最小的Z-Wave网络，其他所有网络都不鼓励轮询。因此，任何想要建立一个大型网络的人都应该有足够的时间来发现和修复这些问题，如果你没有比我做得更好的记录，那么很多时间都会花在四处寻找控制大厅里的灯的模块，这个模块曾经有效，但现在不起作用了。

我之前提到的停电可能是促使我放弃大部分Z-Wave系统的主要原因。但全面停电并不是我遇到的唯一这类问题。由于断路器，已经发生了几次小型停电。当然，它们发挥着重要的作用，如果一个人不小心接触到带电的电线，或者如果有水进入灯具等，它们可能会触发电源。

由于我们的许多照明线路都是室外的，我们已经经历了相当多的这类停电。柱灯等灯具似乎可以持续五年左右，才有很好的机会进水。设置在路面上的照明灯可能会持续大约相同的时间。我们放在花园里的一棵树上的一组圣诞彩灯似乎工作了大约六个月，直到有什么东西触发了它们的断路器。我们放在花园里的特色墙下的灯在一周多的时间里都不工作，直到它们不得不完全断开，因为它们几乎每次亮起来都会立即触发断路器。

每次在不太明显的线路上发生这种情况时，模块在Domoticz上都会显示一个“死”指示灯，而我设法使它们苏醒的唯一方法就是打开它们所在的外壳，按下小按钮让它们说话。真是浪费时间！

诊断工具是任何中等复杂程度以上的技术的重要组成部分。我想说，Z-Wave很容易归入复杂的范围，但可用的工具充其量也是糟糕的。一些家庭自动化应用程序有基本的路线图和记录工具，还有一些日志文件，如果你仔细看的话，你可以从Open Z-Wave访问这些文件，但总的来说，你基本上只能靠自己了。ZWave.me的工具在较低级别是最好的，但它们的用户界面和家庭自动化相当差。也有一些专有工具，但我花钱买了几个，它们没有太大帮助。

最终，像Z-Wave这样的面向家庭用户的技术需要“正常工作”。如果一个普通用户不得不开始连接测试设备或断开他们的家庭自动化系统，以便在其中的一部分上运行诊断，那么当前的解决方案就存在成熟度和质量的问题。

我发现很多情况下，我认为我知道的事情--比如集线器对特定模块采取的路线--被证明是不正确的--可能是因为治愈出乎意料地改变了事情--或者是因为一个新的管理模式。

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