Kết nối Zigbee là gì? Tìm hiểu về kết nối không dây trong hệ thống nhà thông minh WESMART

ZigBee là một tiêu chuẩn mở toàn cầu cho công nghệ không dây được thiết kế để sử dụng tín hiệu vô tuyến kỹ thuật số năng lượng thấp cho các mạng khu vực cá nhân

Kết nối ZIGBEE
PAN (personal area network) được ZigBee Alliance phát triển vào năm 1998. ZigBee hoạt động dựa trên thông số kỹ thuật của IEEE 802.15.4 và được sử dụng để tạo các mạng yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu ổn định, hiệu quả năng lượng và kết nối mạng an toàn. Nó được sử dụng trong một số ứng dụng như hệ thống nhà thông minh, hệ thống sưởi và làm mát và trong các thiết bị y tế. Nhờ một số tính năng nổi bật liên quan tới bảo mật, WESMART đã lựa chọn Zigbee để làm giao thức không dây cho hệ thống của mình.

Ưu điểm của kết nối Zigbee

1. Kết nối ổn định - hỗ trợ online/ofline

• Điều khiển thiết bị với độ ổn định cao và khả năng sử dụng ngay cả khi không có mạng internet.
• Việc kết nối mạng ZigBee với internet phục vụ công tác giám sát điều khiển từ xa với độ bảo mật cao.
• Sự thống nhất về giao thức trong Zigbee 3.0 sẽ là cơ hội để tất các thiết bị của các hãng khác nhau sẽ tương thích với nhau theo tiêu chuẩn Zigbee. Cho phép điều khiển tất cả các thiết bị điện và thay thế điều khiển hồng ngoại bằng thiết bị di động thông minh một cách dễ dàng.

2. Mức tiêu thụ năng lượng thấp

Những ngôi nhà thông minh sử dụng kết nối Wi-Fi tuy đã có phiên bản tiêu thụ ít năng lượng nhưng vẫn chưa thật sự tối ưu để sử dụng được năng lượng hiệu quả. Các thiết bị dùng Wi-Fi cần có pin dự phòng tốt nếu muốn sử dụng trong hơn 10 giờ hoặc lâu hơn. Mặt khác, Zigbee tiêu thụ rất thấp năng lượng để sử dụng và có thể hoạt động trong thời gian dài nhiều tuần và tháng. Nhìn chung, các mạng dùng Zigbee tiêu thụ 1/4 lượng điện năng so với các mạng Wi-Fi.

So với các công nghệ không dây khác thì Zigbee có nhiều lợi thế hơn bởi những ưu điểm trên. Ngoài ra các thành phần điều khiển, cảm biến và bộ điều khiển trung tâm kết nối với nhau qua sóng Zigbee. Đặc biệt mô hình đa dạng: hình sao, hình cây và hình lưới sẽ giúp cho nhà thông minh có cấu hình linh hoạt hơn.

Sơ đồ mạng lưới của sóng ZigBee

• Với dạng hình sao (Star network): các nút con sẽ liên kết với nút chủ ở vị trí trung tâm.
• Với dạng hình lưới (Mesh network): Mạng này có độ tin cậy cao, mỗi nút trong mạng lưới đều có khả năng liên kết với các nút khác, cho phép tín hiệu truyền liên tục trong mạng và bền vững. Nếu có sự cản trở thì hệ thống sẽ tự nhảy sang nút khác.
• Với dạng hình cây (Cluster network): Là một bản mở rộng của hình lưới và có thể phủ sóng và mở rộng cao hơn.

Nhược điểm của ZigBee là gì?

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

• Không thể phủ rộng hết toàn bộ nhà 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 nhà nhiều phòng 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.

Thành phần trong mạng ZigBee

Trong các mạng Zigbee cơ bản sẽ có 3 loại thiết bị là

• Zigbee Coordinator (ZC): Đây được gọi là thiết bị gốc có nhiệm vụ quyết định kết cấu mạng, quy đinh cách đánh địa chỉ và lưu trữ bảng địa chỉ. Mỗi mang chỉ có duy nhất một ZC và nó cũng là thiết bị duy nhất “nói chuyện” được với các mạng khác.
• Zigbee Router (ZR): Thiết bị này sẽ có nhiệm vụ định tuyến trung gian trong việc truyền dữ liệu, nó sẽ tự phát hiện và lập bản đồ các nút xung quanh cũng như là theo dõi và điều khiển các nút hoạt động bình thường.
• Zigbee End Device (ZED): Gọi là thiết bị điểm cuối và nó sẽ giao tiếp với ZC và ZR ở gần nó nhất. Chúng có nhiệm vụ đọc thông tin từ các thành phần vật lý, chúng thường ở trạng thái nghỉ và chỉ làm việc khi cần chuyển hoặc nhận thông điệp nào đó.

Tóm lại

ZigBee là một dạng kết nối rất mạnh mẽ và linh hoạt, với khả năng kết nối nhiều thiết bị, chống nhiễu tốt và tương tác với các thiết bị trong cùng 1 mạng hoàn hảo nên đây sẽ vẫn là 1 loại kết nối được sử dụng rộng rãi trong thời gian tới cũng như các giải pháp nhà thông minh trong tương lai.