Zigbee là gì? Vì sao nhà thông minh nên dùng Zigbee

Zigbee là một công nghệ không dây được phát triển như một tiêu chuẩn toàn cầu mở để giải quyết các nhu cầu duy nhất của các mạng IoT không dây giá rẻ, năng lượng thấp.

Zigbee là gì?

Zigbee là một công nghệ không dây được phát triển như một tiêu chuẩn toàn cầu mở để giải quyết các nhu cầu duy nhất của các mạng IoT không dây giá rẻ, năng lượng thấp. Chuẩn Zigbee hoạt động trên thông số vô tuyến vật lý của IEEE 802.15.4 và hoạt động ở các băng tần không được cấp phép bao gồm 2,4 GHz, 900 MHz và 868 MHz..

Ưu điểm của Zigbee? 

  • Các Zigbee có cấu trúc mạng linh hoạt.
  • Có tuổi thọ pin rất dài.
  • Tiêu thụ điện năng thấp.
  • Dễ dàng cài đặt.
  • Nó có thể dễ dàng thực hiện.
  • Nó hỗ trợ số lượng lớn các nút (khoảng 65000 nút).
  • Độ bảo mật cao nhờ sử dụng mã hóa AES-128.
  • Thiết lập mạng rất đơn giản và dễ dàng.

Nhược điểm của Zigbee?

  • Độ ổn định không bằng thiết bị đi dây.
  • Lỗi ở một điểm có thể dẫn tới cả thế thống.
  • Tốc độ truyền thấp, chưa tối ưu bằng mạng khác, khả năng xuyên tường yếu, nhà nhiều phòng thí tín hiệu sẽ giảm.
  • Nó rất nguy hiểm khi được sử dụng thông tin cá nhân chính thức.
  • Thay thế các thiết bị trong nhà để tuân thủ Zigbee có thể rất tốn kém.

Cấu trúc của Zigbee

Cấu trúc giao thức của Zigbee bao gồm nhiều lớp khác nhau trong đó được xác định bởi các lớp vật lýlớp MAC trong khi giao thức này được hoàn thành bằng cách tích lũy các lớp ứng dụng và mạng riêng của Zigbee.

  • Lớp MAC: Lớp này sẽ cũng cấp dịch vụ dữ liệu và dịch vụ MAC. Dịch vụ dữ liệu sẽ quản lý việc thu phát thông qua dịch vụ dữ liệu (PHY). Nhiệm vụ của tầng này là điều khiển truy cập kênh, điều khiển và giải phóng kết nối.
  • Lớp vật lý: Lớp này cung cấp 2 dịch vụ là dịch vụ quản lýdịch vụ dữ liệu (PHY). Lớp này có nhiệm vụ là kích hoạt/giảm kích hoạt các bộ phận nhận sóng, chọn kênh, phát hiện năng lượng, giải phóng kênh truyền, thu và phát gói dữ liệu trong môi trường truyền.
  • Lớp mạng: Lớp này đảm nhiệm tất cả các hoạt động liên quan đến mạng như thiết lập mạng, kết nối thiết bị đầu cuối và ngắt kết nối với mạng, định tuyến, cấu hình thiết bị, v.v.
  • Lớp ứng dụng – APS: có chức năng tìm các nút mạng trong vùng ZigBee phủ sóng, đảm bảo duy trì kết nối thông tin giữa các nốt mạng. Xác định được vai trò của từng thiết bị trong mạng, từ đó xác lập các mối quan hệ, trả lời các kết nối giữa các thiết bị.
  • Lớp đối tượng thiết bị – ZDO: thực hiện quản lý các thiết bị, hỗ trợ tầng ứng dụng và tầng mạng, cho phép tìm kiếm thiết bị đồng thời quản lý các yêu cầu và xác định trạng thái của từng thiết bị trong mạng.
  • Lớp các đối tượng ứng dụng người dùng – APO: Đây là tầng mà bạn sẽ tiếp xúc với các thiết bị và thay đổi thiết bị mạng nếu cần.

 Mạng lưới Zigbee

mang luoi cua zigbee

Sơ đồ mạng lưới Zigbee

 

Một thành phần quan trọng của giao thức Zigbee là khả năng hỗ trợ kết nối mạng lưới. Trong một mạng lưới, các nút được liên kết với các nút khác để nhiều đường dẫn kết nối mỗi nút. Các kết nối giữa các nút được cập nhật động và tối ưu hóa thông qua bảng định tuyến lưới tích hợp.

Mạng lưới được phân cấp trong tự nhiên; mỗi nút có khả năng tự khám phá trên mạng. Ngoài ra, khi các nút rời khỏi mạng, cấu trúc liên kết lưới cho phép các nút cấu hình lại các đường dẫn định tuyến dựa trên cấu trúc mạng mới. Các đặc điểm của cấu trúc liên kết lưới và định tuyến đặc biệt mang lại sự ổn định cao hơn trong việc thay đổi điều kiện hoặc thất bại tại các nút đơn.

Các chế độ hoạt động của Zigbee

Dữ liệu hai chiều của Zigbee được truyền ở hai chế độ: Chế độ không đèn hiệu và chế độ đèn hiệu.

  • Trong chế độ đèn hiệu (Beacon), các điều phối viên và bộ định tuyến liên tục theo dõi trạng thái hoạt động của dữ liệu đến do đó tiêu thụ nhiều năng lượng hơn. Trong chế độ này, các bộ định tuyến và điều phối viên không ngủ vì bất cứ lúc nào, bất kỳ nút nào cũng có thể thức dậy và giao tiếp. Tuy nhiên, nó đòi hỏi nhiều nguồn cung cấp năng lượng hơn và mức tiêu thụ năng lượng chung của nó thấp vì hầu hết các thiết bị đều ở trạng thái không hoạt động trong thời gian dài trong mạng.
  • Trong chế độ không đèn hiệu (Non-Beacon), khi không có giao tiếp dữ liệu từ các thiết bị đầu cuối, thì các bộ định tuyến và điều phối viên sẽ chuyển sang trạng thái ngủ. Định kỳ điều phối viên này thức dậy và truyền các đèn hiệu đến các bộ định tuyến trong mạng. Các mạng đèn hiệu này hoạt động cho các khe thời gian, điều đó có nghĩa là, chúng hoạt động khi giao tiếp cần thiết dẫn đến chu kỳ nhiệm vụ thấp hơn và sử dụng pin lâu hơn. Các chế độ đèn hiệu và không đèn hiệu của Zigbee có thể quản lý định kỳ (dữ liệu cảm biến), gián đoạn (Công tắc đèn) và các loại dữ liệu lặp đi lặp lại.

Ứng dụng của Zigbee

ung dung cua zigbee

  • Tự động hóa công nghiệp: Trong các ngành chế tạo và công nghiệp sản xuất, một liên kết truyền thông liên tục theo dõi các thông số khác nhau và các thiết bị quan trọng. Do đó Zigbee giảm đáng kể chi phí liên lạc này cũng như tối ưu hóa quá trình kiểm soát để có độ tin cậy cao hơn.
  • Tự động hóa gia đình: Zigbee hoàn toàn phù hợp để điều khiển các thiết bị điện thông minh từ xa như điều khiển hệ thống chiếu sáng, điều khiển thiết bị, điều khiển hệ thống sưởi và làm mát, vận hành và kiểm soát thiết bị an toàn, giám sát,…
  • Đo sáng thông minh: Các hoạt động từ xa của Zigbee trong đo sáng thông minh bao gồm phản ứng tiêu thụ năng lượng, hỗ trợ giá, bảo mật đối với hành vi trộm cắp điện,…
  • Giám sát lưới điện thông minh: Các hoạt động của Zigbee trong lưới điện thông minh này bao gồm giám sát nhiệt độ từ xa, định vị lỗi, quản lý công suất phản kháng,…

Tìm hiểu thêm:

Trợ lý ảo Alexa là gì? Hướng dẫn cài đặt trợ lý ảo Alexa

Bixby là gì?  Hướng dẫn cách sử dụng Bixby cho người mới

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *