1. Giới thiệu chung
Công nghệ ZigBee được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn 802.15.4 của tổ chức IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Tiêu chuẩn 802.15.4 này sử dụng tín hiệu radio có tần sóng ngắn, và cấu trúc của 802.15.4 có 2 tầng là tầng vật lý và tầng MAC (medicum Access Control). Công nghệ ZigBee vì thế cũng dùng sóng radio và có 2 tầng. Hơn thế nữa ZigBee còn thiết lập các tầng khác nhờ thế mà các thiết bị của các nhà sản xuất dù khác nhau nhưng cùng tiêu chuẩn có thể kết nối với nhau và vận hành trong vùng bảo mật của hệ thống.
Nhờ chức năng điều khiển từ xa không dây, truyền dữ liệu ổn định, tiêu thụ năng lượng cực thấp, công nghệ mở đã giúp công nghệ ZigBee trở nên hấp dẫn sử dụng cho các ứng dụng trong các thiết bị của lĩnh vực nhà thông minh.
2. Tiêu chuẩn Zigbee và nguyên lý hoạt động
Các tiêu chuẩn ZigBee được bảo trợ bởi 1 nhóm liên minh ZigBee. Liên minh này có hơn 150 thành viên, một số trong số đó là những bảo trợ chính và có ảnh hưởng quyết định đến tiêu chuẩn của ZigBee, bao gồm Ember, Honeywell, Invensys, Mitsubishi, Motorola, Philips, và Samsung. Liên minh ZigBee cân nhắc đến nhu cầu của người sử dụng, nhà sản xuất và các nhà phát triển hệ thống để nâng cao tiêu chuẩn ZigBee.
Các dải tần sóng Zigbee
ZigBee có kiến trúc nhiều tầng như chuẩn 802.15.4, là có tầng vật lý và tầng MAC, hoạt động ở 1 trong 3 dải tầng sóng:
Dải 915MHz cho khu vực Bắc Mỹ.
Dải 868 MHzcho Châu Âu, Nhật.
Và dải 2.4GHz cho các nước khác.Ở dải 2.4GHz, có đến 16 kênh tín hiệu khác nhau và tốc độ đường truyền dữ liệu có thể đạt tới 250kbps.
Trong khi đó dải 868 MHz chỉ có 1 kênh tín hiệu và tốc độ đường truyền dữ liệu có thể đạt tới 20kbps.
Như thế các tiêu chuẩn sẽ hoạt động trên khắp toàn cầu , mặc dù ở các dải tầng sóng khác nhau.
Công nghệ modun cũng thay đổi theo từng dải sóng sử dụng, Tất cả đều dùng công nghệ trải phổ rộng (Direct sequence spread spectrum – DSSS). Tuy nhiên modun của dải 868 và 915MHz dùng kỹ thuật điều chế pha nhị phân, còn ở dải 2.4GHz thì lại dùng kỹ thuật điều chế tín hiệu số có dịch pha (Offset quadrature phase shift keying – O-QPSK).
Thực tế cho thấy hệ thống có thể hoạt động trong môi trường có dữ liệu dày đặc, hay trong vùng mà có nhiều đường truyền khác làm nhiễu thì hệ thống vẫn đảm bảo hoạt động liên tục đó là nhờ sự đánh giá chất lượng, sự phát hiện năng lượng tiếp nhận và đánh giá kênh rõ ràng. Công nghệ đa truy cập nhận biết sóng mang CSMA (Carrier Sense Multiple Access) được sử dụng để xác định thời điểm truyền, và tránh được những va chạm trong đường truyền.
Truyền dữ liệu
Tín hiệu công nghệ ZigBee có thể truyền xa đến 75m tính từ trạm phát, và khoảng cách có thể xa hơn rất nhiều nếu được tiếp tục phát từ nút liên kết tiếp theo trong cùng hệ thống.
Các dữ liệu được truyền theo gói, gói tối đa là 128bytes cho phép tải xuống tối đa 104 bytes.
Tiêu chuẩn này hỗ trợ địa chỉ 64bit cũng như địa chỉ ngắn 16bit. Loại địa chỉ 64bit chỉ xác đinh được mỗi thiết bị có cùng 1 địa chỉ IP duy nhất. Khi mạng được thiết lập, những địa chỉ ngắn có thể được sử dụng và cho phép hơn 65000 nút được liên kết.
Mô hình mạng Zigbee
ZigBee có 3 dạng hình mạng được hỗ trợ bởi ZigBee: dạng hình sao, hình lưới, và hình cây. Mỗi dạng hình đều có những ưu điểm riêng và được ứng dụng trong các trường hợp khác nhau.
Hình sao (Star network): Các nút hình sao liên kết với nút trung tâm.
Hình lưới (Mesh network): Mạng hình lưới có tính tin cậy cao, mỗi nút trong mạng lưới đều có khả năng kết nối với nút khác, nó cho phép truyền thông liên tục giữa các điểm nút với nhau và bền vững. Nếu có sự tác động cản trở, hệ thống có khả năng tự xác định lại cấu hình bằng cách nhảy từ nút này sang nút khác.
Hình cây (Cluster network): Mạng hình này chính là 1 dạng đặc biệt của mạng hình lưới, dạng mạng này có khả năng phủ sóng và mở rộng cao.
3. Tiêu chuẩn Zigbee và nguyên lý hoạt động
Ưu điểm
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 nhà thông minh. 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 nhà thông minh 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.
ZigBee có thể hoạt động ổn định trong khu vực có mật độ tín hiệu dày đặc và có nhiều tín hiệu gây nhiễu nhờ khả năng đánh giá chất lượng, sự phát hiện năng lượng tiếp nhận và đánh giá kênh rõ ràng.
Ưu điểm
Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng ZigBee cũng có một vài nhược điểm 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.
4. Lý do bạn nên chọn Euro Electric:
Euro Electric là đại lý ủy quyền thiết bị nhà thông minh, điện thông minh cao cấp tiêu chuẩn Zigbee của hãng Simon (Tây Ban Nha) với đầy đủ giấy tờ nguồn gốc xuất xứ CO/CQ.
Liên hệ hotline để được tư vấn trực tiếp: 0978.797.335
