So funktioniert Z-Wave: Polling & Wake-Up Intervall

Mit diesem kleinen Artikel möchten wir euch ein wenig über die Funktionsweise eures Z-Wave-Netzwerk aufklären und erläutern, was es mit den oben genannten Begriffen auf sich hat.

Um die Begriffe zu erklären, muss bei der Betrachtung grundsätzlich zwischen batterie- & strombetriebenen Geräten unterschieden werden. Beginnen werden wir mit den batteriebetriebenen Geräte, da diese das sogenannte „Aufwach-Intervall“ (engl. Wake-Up Intervall) besitzen.

Wake-Up Intervall

Alle batteriebetriebenen Geräte im Z-Wave-Netzwerk befinden sich grundsätzlich in einem „deep sleep“-Zustand, um die Batterie zu schonen. Dieser Zustand wird auch beim zum Beispiel Öffnen/Schließen einer Tür nicht verlassen, sondern weiterhin beibehalten. Der neue Wert (auf/zu) wird dem Gateway in diesem Fall aktiv mitgeteilt. Nun gibt es aber das sogenannte „Aufwach-Intervall“. Doch was genau hat es damit auf sich?

Das Gerät wacht nach dem definierten Zeit-Intervall auf und meldet sich bei dem Gateway mit einer sogenannten WAKEUP-NOTIFICATION. Damit signalisiert das Gerät, dass es jetzt bereit ist, neue Konfigurationsdaten (Parameter, Assoziationen, Werte) zu empfangen. Das Gerät verweilt kurz in dem Wach-Zustand und sofern keine neuen Konfigurationen übertragen werden, fällt es kurze Zeit später wieder in den oben beschriebenen „deep sleep“-Zustand. Beim Versenden der WAKEUP-NOTIFICATION werden KEINE Werte vom batteriebetriebenen Gerät an das Gateway übermittelt. Die Werte werden aktiv vom Sensor an das Gateway übermittelt; dies kann in den meisten Fällen in den Parametern des Gerätes eingestellt werden. (Zum Beispiel beim MotionSensor die Übermittlung von Temperatur & LUX, Bewegungserkennung wird beim Auslösen gemeldet)

Jedes batteriebetriebene Gerät kann zusätzlich auch manuell aufgeweckt werden. Beim MotionSensor von Fibaro passiert dies zum Beispiel über das dreimalige Betätigen des B-Buttons in der Innenseite des Sensors.

Das WakeUP Intervall dient also ausschließlich dazu neue Werte an batteriebetriebene Geräte zu übermitteln. Deshalb kann die Zeit bei Bewegungsmeldern, Türkontakten, usw. relativ hoch (> 6 Stunden) eingestellt werden, wodurch man zum einen Batterieleistung sparen kann und zum anderen den Traffic im Z-Wave-Netzwerk reduziert. Bei Thermostaten sieht dies ein wenig anders aus, hier muss ein Mittelweg zwischen Sparen der Batterieleistung und der Delay-Zeit bei der Übermittlung von neuen Werten eingeschlagen werden. Als guter Wert hat sich hier ein Aufwach-Intervall von 15 Minuten etabliert.

Polling

Die strombetriebenen Geräte in einem Z-Wave-Netzwerk besitzen keinen „deep sleep“-Zustand. Diese sind also dauerhaft „wach“ und warten auf Befehle von dem Gateway. Dadurch werden Konfigurationsänderungen auch direkt an die Geräte übertragen und müssen nicht wie die batteriebetriebenen Geräte aufgeweckt werden (Batteriebetriebene Geräte, welche FLIRS unterstützen, müssen nicht aufgeweckt werden, hier werden die Parameter ebenfalls just-in-time übermittelt). Dies ist auch der Grund, warum nur strombetriebene Geräte als Repeater fungieren können.

Beim Polling werden die Geräte nach einem bestimmten Intervall  (Bei vielen Gateways kann nur ein globales Polling eingestellt werden, bei anderen Gateways kann das Polling individuell für jedes Gerät separat gesetzt werden) abgefragt und strombetriebene Geräte schicken daraufhin auch eine Antwort an das Gateway zurück. Dies führt allerdings zu einer hohen Netzwerkbelastung, sofern dieses Intervall zu gering eingestellt wurde oder sich viele Geräte im Netzwerk befinden.  Das Polling sollte also sehr vorsichtig und selektiv eingesetzt werden, beziehungsweise ist das Polling eigentlich nicht notwendig und bei den meisten Geräten kann auf ein Polling verzichtet werden, da diese selbstständig Zustandsänderungen dem Gateway mitteilen (Gerät muss dazu mit dem Gateway assoziiert sein).

Z-Wave.de hat dazu folgende Tipps zusammengefasst:

1. Wählen Sie ein sinnvolles Poll-Intervall. Es ist nicht zu empfehlen, öfters als einmal pro Minute zu pollen, Ein 5 Minuten Intervall ist ein sinnvoller Kompromiss.
2. FLIRS-Geräte sollen nicht gepollt werden!
3. Wenn verfügbar sollten Geräte so konfiguriert werden, dass sie selbständig und ohne Anforderungen durch den Controller Messwertaktualisierungen senden.
4. Sensorwerte ändern sich öfters und weniger vorhersagbar wie Zählerwerte. Zählerwerte, die einen Verbrauch wie Gas, Elektroenergie oder Wasser aufsummieren sollten maximal einmal pro Stunde oder noch seltener gepollt werden.
5. Wenn bereits durch eine Kommandoklasse der Status eines Gerätes ermittelt wird – zum Beispiel durch die Switch Binary Klasse – dann muss eine andere Kommandoklasse – zum Beispiel Basic – gar nicht mehr gepollt werden. Sie würde nur den gleichen Wert zurückliefern.

Warum erklären wir euch das?

In der letzten Zeit häuften sich Fragen zu auftretenden Delays im Z-Wave-Netzwerk. Hier häufig bei der aktuellsten Version des Fibaro HomeCenter 2. Bei einem Update auf 4.070, beziehungsweise einer späteren Version, kommt es wohl zu Problemen mit Antworten auf eine Polling-Abfrage von strombetriebenen Geräten, wodurch sich diese Delays extrem vergrößern. Dies kann mit den oben erläuterten Maßnahmen häufig behoben werden und mit dem Artikel liefern wir euch auch gleich eine kleine Erklärung dazu ab. Wir hoffen euch hat der etwas tiefere Einblick in die Z-Wave-Welt gefallen. Ihr könnt gerne einen Kommentar hier lassen.