Ngày nay việc giao tiếp M2M giữa các thiết bị IoT với nhau rất rắc rồi vì có nhiều hệ thống mạng để lựa chọn. Không thể phủ nhận rằng Zigbee và WiFi là hai hệ thống mạng khá phổ biến trong các ứng dụng hiện nay.
IoT Zigbee Nguyễn Đức Phú 2019-05-05 02:22:36

Giới thiệu

Việc giao tiếp giữa các thiết bị IoT rất quan trọng và việc nên cân nhắc dùng hệ thống mạng nào để tương tác thông qua nên được suy xét kỹ lưỡng. Bài viết này sẽ nói sơ qua về các mặt của Wi-Fi và Zigbee - hai hệ thống mạng khá phổ biến hiện nay.

Wi-Fi và Zigbee là hai hệ thống được sử dụng rộng rãi hiện nay và việc đem ra xem xét dùng giải pháp nào tuỳ thuộc rất nhiều vào các yếu tố khách quan, chủ quan.

Giải thích về Zigbee

Công nghệ Zigbee được thiết kế để vận chuyển một lượng nhỏ dữ liệu trong khoảng cách ngắn, tiêu thụ rất ít năng lượng. Trái ngược với Wi-Fi, Zigbee là một tiêu chuẩn về mạng lưới, nghĩa là mỗi node trong mạng đều được kết nối với nhau. Điều này nghĩa là bạn không chỉ dựa vào bộ định tuyến và điểm endpoint. Có một vài sản phẩm gia dụng phổ biến sử dụng chip ZigBee, ví dụ như bộ điều nhiệt Nest.

Mạng lưới ZigBee có vấn đề về khả năng tương tác, điều đó nghĩa là các profile dùng Zigbee có thể can thiệp lẫn nhau, vì vậy không giống như Wi-Fi, nếu bạn có hai thiết bị dùng Zigbee, rất có thể là chúng sẽ không hoạt động với nhau.

Công nghệ này cũng có băng thông thấp 1 MHz. Nó bị hạn chế đối với các mạng khu vực cá nhân không dây (WPAN) và đạt trung bình 10 đến 30 mét cho các ứng dụng thông thường. Tốc độ truyền dữ liệu của Zigbee cũng thấp hơn Wi-Fi. Tốc độ tối đa của nó chỉ là 250kb / giây, thấp hơn nhiều so với gói Wi-Fi thấp nhất.

Tuổi thọ pin Zigbee

Chất lượng tốt nhất của Zigbee nằm ở tốc độ tiêu thụ điện năng thấp và tuổi thọ pin. Giao thức của nó được thiết kế dưới dạng "tập hợp và phân rã" (assemble and forget). Nghĩa là một khi bạn thiết lập, nó có thể tồn tại trong nhiều tháng.

Giải thích về Wi-Fi

Wi-Fi là mạng cục bộ (LAN) cung cấp dịch vụ internet trong phạm vi giới hạn. Nó là những gì bạn dùng như mạng gia đình của bạn và có ở hầu hết các nơi công cộng (như quán cà phê và sân bay). Wi-Fi là một mạng dạng hình sao trong đó có một trung tâm và tất cả các node hoặc thiết bị kết nối với nó. Cấu trúc liên kết dạng hình sao này giúp dễ dàng thêm hoặc xóa thiết bị mà không ảnh hưởng đến phần còn lại của mạng.

Băng thông có tốc độ cao lên đến 2 MHz, đó là lý do tại sao Wi-Fi là hoàn hảo để truyền phát nhạc và kiểm tra email trên điện thoại hoặc máy tính bảng. Nhưng nhược điểm là chỉ hoạt động nếu tín hiệu mạnh và bạn ở gần điểm truy cập. Phạm vi trung bình là từ 30 đến 100 mét.

Một vấn đề khác là Wi-Fi không phải là một mạng sử dụng hiệu quả năng lượng. Các thiết bị dùng Wi-Fi thường sẽ kéo dài chỉ khoảng 10 giờ, đó là lý do tại sao bạn phải sạc điện thoại mỗi ngày. Vì vậy, đây không phải là lựa chọn tốt nhất cho các ứng dụng M2M của bạn bao gồm các cảm biến nếu chúng ở những nơi xa xôi.

Mặc dù nhanh hơn Zigbee, Wi-Fi cho thấy sự thay đổi về tốc độ khi truyền dữ liệu. Các mạng được xác định theo tiêu chuẩn 802.11b có tốc độ truyền tối đa là 11mbps, trong khi các phiên bản khác (như a và g) có tốc độ tối đa là 54mbps. Điều này giải thích tại sao một số người có Wi-Fi nhanh hơn những người khác.

Kẻ chiến thắng trong trận chiến giữa Zigbee và Wi-Fi?

Điều này hoàn toàn phụ thuộc vào ứng dụng M2M hoặc IoT mà bạn đang xây dựng. Nhưng nói chung, không có kẻ thắng cuộc trong giao tiếp M2M.

So sánh mức tiêu thụ năng lượng Wi-Fi & Zigbee

Wi-Fi và Zigbee đều có những yếu tố tích cực, và đi kèm với mặt tiêu cực. Bạn hơn về băng thông với Wi-Fi sẽ thua về năng lượng và phạm vi hoạt động; hơn về thời lượng pin như Zigbee sẽ mất về phạm vi hoạt động và băng thông. Vì vậy, bất kỳ quyết định nào cũng phải dựa trên ngân sách, và bài toán cụ thể.

Khi nói cụ thể về mức tiêu thụ năng lượng, các mạng dựa trên Zigbee thường tiêu thụ 25% năng lượng so với mạng Wi-Fi. Tuổi thọ pin của Zigbee là một điểm cộng lớn so với Wi-Fi và cần được xem xét mạnh nếu các điểm endpoint của bạn chạy bằng pin.

Và cũng qua đó giới thiệu giao thức mới Symphony Link. Nếu bạn đang tìm cách so sánh Zigbee và Wi-Fi, bạn có thể xem qua Symphony Link. Thay vì sử dụng mạng lưới như Zigbee, Symphony Link sử dụng cấu trúc liên kết dạng hình sao như Wi-Fi, nhưng giờ đây có thể bao phủ một phạm vi dài với công suất lớn, điều mà cả công nghệ Zigbee và Wi-Fi không thể làm được.

Gateway IoT diện rộng có thể hỗ trợ 200.000 kết nối trong khi sử dụng mức tiêu thụ điện năng thấp hơn nếu so sánh với Wi-Fi và Zigbee tương ứng.