ZigBee là khái niệm mới trong công nghiệp. Cùng tìm hiểu rõ hơn về công nghệ này qua các thông tin dưới đây.

ZigBee là gì?

Zigbee là công nghệ không dây dựa trên các tiêu chuẩn được phát triển để cho phép các mạng không dây giữa machine-to-machine (M2M) và internet of things (IoT) với chi phí thấp, công suất thấp.

Zigbee dành cho các ứng dụng tốc độ dữ liệu thấp, năng lượng thấp và là một tiêu chuẩn mở. Về mặt lý thuyết, điều này cho phép kết hợp các triển khai từ các nhà sản xuất khác nhau, nhưng trên thực tế, các sản phẩm của Zigbee đã được mở rộng và tùy chỉnh bởi các nhà cung cấp và do đó, bị cản trở bởi các vấn đề về khả năng tương tác. Trái ngược với mạng Wi-Fi được sử dụng để kết nối thiết bị đầu cuối với mạng tốc độ cao, Zigbee hỗ trợ tốc độ dữ liệu thấp hơn nhiều và sử dụng giao thức mạng lưới MESH để tránh các thiết bị trung tâm và tạo ra một kiến ​​trúc tự phục hồi.

Thông số kỹ thuật Zigbee

Zigbee dựa trên đặc điểm kỹ thuật 802.15 của Hiệp hội Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE). Zigbee được xây dựng cho các mạng điều khiển và cảm biến trên tiêu chuẩn không dây IEEE 802.15.4 cho mạng khu vực cá nhân không dây (WPAN). Zigbee WPANs hoạt động trên các tần số 2.4 GHz, 900 MHz và 868 MHz.

Các thông số kỹ thuật của Zigbee, được Zigbee Alliance duy trì và cập nhật, nâng cao tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 bằng cách thêm các lớp mạng và bảo mật ngoài khung ứng dụng.

Các tiêu chuẩn do liên minh tạo ra có thể được sử dụng để tạo ra các dịch vụ có thể tương thích với đa động cơ. Các nhà sản xuất đang phát triển các ứng dụng tùy chỉnh không cần hoạt động với các ứng dụng của các nhà sản xuất khác có thể tạo các biến thể và tiện ích mở rộng cụ thể của riêng họ.

Theo bài viết này, có ba thông số kỹ thuật của Zigbee: Zigbee PRO, Zigbee RF4CE và Zigbee IP.

Zigbee PRO nhằm mục đích cung cấp nền tảng cho IoT với các tính năng hỗ trợ mạng chi phí thấp, có độ tin cậy cao để giao tiếp giữa thiết bị với thiết bị. Zigbee PRO cũng cung cấp Green Power, một tính năng mới hỗ trợ thiết bị thu năng lượng hoặc tự cung cấp năng lượng không cần pin hoặc nguồn điện AC.

Zigbee RF4CE được thiết kế cho các ứng dụng điều khiển thiết bị hai chiều, đơn giản mà không cần các chức năng mạng lưới đầy đủ tính năng được cung cấp bởi đặc điểm kỹ thuật của Zigbee.

Zigbee IP tối ưu hóa tiêu chuẩn cho các mạng lưới không dây đầy đủ dựa trên IPv6, cung cấp kết nối internet để điều khiển các thiết bị công suất thấp, chi phí thấp.

ZigBee hỗ trợ mạng lưới MESH

Một phần quan trọng của giao thức Zigbee là khả năng hỗ trợ mạng lưới MESH. Zigbee sử dụng kiến trúc mạng lưới để giao tiếp.

Mạng lưới là mạng cục bộ (LAN) , mạng LAN không dây (WLAN) hoặc mạng LAN ảo (VLAN) sử dụng một trong hai cách sắp xếp kết nối phi tập trung: cấu trúc liên kết lưới toàn phần hoặc cấu trúc liên kết lưới một phần.

Trong cấu trúc liên kết lưới đầy đủ, mỗi nút mạng được kết nối trực tiếp với các nút khác. Trong cấu trúc liên kết lưới một phần, một số nút được kết nối với tất cả các nút khác, nhưng một số nút chỉ được kết nối với các nút mà chúng trao đổi nhiều dữ liệu nhất.

Giao thức Zigbee định nghĩa ba loại nút: bộ điều phối, bộ định tuyến và thiết bị đầu cuối. Mặc dù tất cả các nút đều có thể gửi và nhận dữ liệu nhưng mỗi nút lại đóng một vai trò khác nhau.

Có một điều phối viên trong mỗi mạng có nhiệm vụ lưu trữ thông tin về mạng, bao gồm các khóa bảo mật. Bộ định tuyến là nút trung gian, chuyển tiếp dữ liệu từ các thiết bị khác. Thiết bị cuối có thể là thiết bị tiêu thụ pin hoặc năng lượng thấp, có thể nói chuyện với bộ điều phối hoặc bộ định tuyến nhưng không thể chuyển tiếp dữ liệu từ các thiết bị khác.

Ưu điểm của ZigBee

Nhờ vào đặc điểm truyền tải tín hiệu xa và ổn định nên Zigbee được sử dụng rất rộng rãi trong ngành công nghiệp tự động hóa đặc biệt là trong các hệ thống truyền thông không dây. Dưới đây là các ưu điểm khi áp dụng ZigBee:

– Dễ dàng lắp đặt: Việc lắp đặt các thiết bị dùng ZigBee rất dễ dàng

– Kết nối internet: Bạn có thể dễ dàng điều khiển các thiết bị thông qua kết nối Internet từ bất kỳ đâu trên thế giới. Giúp điều khiển và giám sát dễ dàng hơn.

– Tiết kiệm năng lượng: ZigBee tiêu tốn rất ít năng lượng cho nên sẽ giúp tiết kiệm điện tối đa.

– Khả năng mở rộng cực lớn: Các thiết bị cùng hệ thống sẽ có thể kết nối với nhau tạo nên 1 vùng phủ sóng cực lớn, giúp các thiết bị nhà thông minh kết nối với nhau dễ dàng.

– Sử dụng mã hóa AES-128 mang đến độ bảo mật cao

– Dễ dàng mở rộng: Zigbee có thể mở rộng tới 65.000 thiết bị trong cùng một hệ thống.

Nhược điểm của ZigBee

Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng ZigBee cũng có một vài nhược điểm ví dụ như:

– Không thể phủ rộng hết toàn bộ khu vực có diện tích quá rộng, chúng ta sẽ cần một thiết bị ZigBee Repeater để tăng độ phủ sóng.

– Không xuyên tường mạnh được, nếu khu vực truyền thông có nhiều vật cản thì sẽ bị giảm tín hiệu

– Độ ổn định không bằng thiết bị đi dây. Tuy nhiên đây cũng là nhược điểm chung của tất cả các loại sóng khác.

(Còn tiếp)
Xem thêm:
– ZigBee là gì? Công nghệ không dây Zigbee trong công nghiệp (Phần 2)
– Các xu hướng AI hàng đầu được mong đợi vào nửa cuối năm 2021