Mở cửa 8:00-17:30: Thứ 2 - Thứ 7
Be Smart

Chuẩn kết nối không dây nào cho nhà thông minh: Zigbee, Wifi, Zwave?

Trong hai bài viết trước "Chọn hệ thống điều khiển nhà thông minh có dây KNX hay không dây? (Phần 1-Phần2)" BE SMART tin chắc bạn đã nắm được ưu nhược điểm của các hệ thống nhà thông minh và chọn cho mình được phương thức triển khai phù hợp. Nếu bạn quyết định lựa chọn triển khai cho mình hệ thống nhà thông minh không dây dựa trên sự khả năng tùy biến không giới hạn, tiện dụng và kinh tế của nó thì chắc hẳn bạn sẽ đặt ra câu hỏi:

3. Trong nhiều chuẩn giao tiếp không dây như vậy thì biết lựa chọn chuẩn nhà thông minh không dây nào là phù hợp với căn nhà của bạn? Wifi-Zigbee-Zwave...?

3.1 Để trả lời được thắc mắc này, trước tiên BE SMART sẽ cùng bạn điểm qua một số thông tin về các chuẩn giao tiếp không dây hiện tại:

Thực ra còn một số chuẩn giao tiếp khác nữa nhưng vì mức độ phổ biến và khả năng thương mại hàng loạt hiện tại chưa cao nên chúng ta sẽ không đưa chúng vào trong khuôn khổ bài viết này.

  • WIFI

WiFi là công nghệ không dây được biết đến nhiều nhất và phổ biến nhất. Nó lý tưởng cho các ứng dụng nhà thông minh (smart home) và các ứng dụng tòa nhà thông minh, mặc dù nó đòi hỏi quá nhiều điện cho hầu hết các ứng dụng IoT năng lượng thấp.
Một vài ý tưởng ứng dụng tiêu biểu: Thiết bị dân dụng thông minh, nhà thông minh (smart home), tòa nhà thông minh (smart building).

- Tốc độ dữ liệu: Cao (1 GBPS)
- Cấp độ an ninh: Thấp
- Chi phí: Trung bình
- Chuẩn IEEE: 802.11, 2,4 GHz
- Phạm vi phủ sóng: Trung bình (100m)
- Tiêu thụ điện năng: Cao

  • ZIGBEE

Zigbee là một tiêu chuẩn mở được sử dụng để kết nối các thiết bị trong các mạng máy tính đến máy tính (M2M) có công suất thấp. Được thiết kế để xây dựng tự động hóa và điều khiển, bộ điều chỉnh không dây và hệ thống chiếu sáng thường sử dụng Zigbee. Zigbee có thể sử dụng mã hóa AES 128-bit, cung cấp giải pháp an ninh mạnh mẽ.
Các ý tưởng ứng dụng tiêu biểu: IIoT (Industrial Internet of Things), Tự động hóa và điều khiển tòa nhà (building automation and control), các thiết bị đầu cuối với mức an ninh cao và tiêu thụ điện năng thấp.

- Tốc độ truyền dữ liệu: Thấp (250 KBPS)
- Cấp độ an ninh: Trung bình
- Chi phí: Thấp
- Chuẩn IEEE: 802.15.4, 2,4 GHz
- Phạm vi phủ sóng: Ngắn (100m)
- Mức tiêu thụ điện năng: Thấp

  • ZWAVE

Giống như Zigbee, Z-Wave bao gồm một mạng lưới sử dụng sóng vô tuyến năng lượng thấp để giao tiếp. Z-Wave không phải là hệ thống mở và do đó, nó chỉ dành cho khách hàng của Zensys và Sigma Designs (công ty sở hữu công nghệ này).

Các ý tưởng ứng dụng tiêu biểu: IIoT (Industrial Internet of Things), các thiết bị đầu cuối với mức an ninh cao và tiêu thụ điện năng thấp.

- Tốc độ truyền dữ liệu: Thấp (100 KBPS)
- Cấp độ an ninh: Trung bình
- Chi phí: Thấp
- Tần số hoạt động: 800-900 MHz
- Phạm vi phủ sóng: Ngắn (50m)
- Mức tiêu thụ điện năng: Thấp

  • BLUETOOTH® LOW ENERGY (LE)

Bluetooth là một mạng lưới mang tính cá nhân cho kết nối không dây tầm ngắn. Được hỗ trợ bởi hầu hết các nhà sản xuất điện thoại thông minh và máy tính, nó phổ biến cho một loạt các ứng dụng dân dụng và IoT. Hệ thống năng lượng thấp (LE) thế hệ mới nhất của Bluetooth® được thiết kế cho các thiết bị công suất thấp sử dụng ít dữ liệu hơn, như tín hiệu điều khiển và các đầu đọc cảm biến.
Các ý tưởng ứng dụng tiêu biểu: Các thiết bị ứng dụng dân dụng đầu cuối, thiết  theo dõi sức khỏe, giám sát y tế, nhà thông minh (smart home), tòa nhà thông minh (smart building), thành phố thông minh (smart city).

- Tốc độ truyền dữ liệu: Thấp (1 MBPS)
- Cấp độ an ninh: Thấp
- Chi phí: Thấp
- Phạm vi phủ sóng: Ngắn (15m)
- Mức tiêu thụ điện năng: Thấp

  • LORAWAN (LPWAN)

Là một trong nhiều những ứng dụng công nghệ LPWAN (Low-Power Wide-Area Network), LoRaWAN là một giao thức lớp điều khiển truy cập phương tiện truyền thông (MAC) được thiết kế cho các mạng công cộng quy mô lớn với một nhà khai thác duy nhất. LoRaWAN được dùng cho các thiết bị IoT dùng pin trong môi trường công nghiệp. Lý tưởng cho nhà máy kỹ thuật số, nó cung cấp kết nối M2M với chi phí thấp và bảo mật mạnh mẽ với mã hóa AES CCM 128-bit.
Các ý tưởng ứng dụng tiêu biểu: Liên quan công nghiệp, NOISY ENVIRONMENTS, LONG RANGE

- Tốc độ truyền dữ liệu: Thấp (0.3 TO 50 KBPS)
- Cấp độ an ninh: Trung bình
- Chi phí: Trung bình hoặc cao
- Phạm vi phủ sóng: Xa (15 Km)
- Mức tiêu thụ điện năng: Thấp

  • NARROWBAND IOT – NB-IOT (LPWAN)

Narrowband-IoT - hoặc NB-IoT - cũng là một dạng công nghệ LPWAN nhằm giải quyết các cuộc gọi di động M2M cho các thiết bị có công suất thấp, tốc độ dữ liệu thấp. Phổ biến ở Trung Quốc, NB-IoT thường được sử dụng trong máy dò khói, khóa cửa, báo động và cảm biến nông nghiệp cũng như môi trường.
Các ứng dụng ý tưởng tiêu biểu: Trong nông nghiệp và cảm biến môi trường, thiết bị trong tòa nhà.

- Tốc độ truyền dữ liệu: Thấp (300 BPS TO 200 KBPS)
- Cấp độ an ninh: Mạnh
- Chi phí: Trung bình
- Phạm vi phủ sóng: Xa (từ 10 đến 15 Km)
- Mức tiêu thụ điện năng: Thấp

3.2 Vậy nên chọn chuẩn kết nối nào?

Trong ứng dụng nhà thông minh, thực tế không có ngôi nhà nào rộng đến hàng km2 cả mà thường có các diện tích từ vài chục đến vài trăm m2/mặt sàn. chính vì vậy khoảng cách giao tiếp giữa các thiết bị không quá lớn nên Lorawan và Narrowband thường không áp dụng trong tình huống này. Chúng có thể được sử dụng trong các ứng dụng cần môi trường tuyền tiếp thông tin lớn hơn như trong lĩnh vực nông nghiệp, theo dõi môi trường...

Còn lại 4 ứng cử viên là: Wifi, Zigbee, Zwave, Bluetooth. Trong số này thì chỉ duy nhất có Bluetooth có khoảng cách truyền dẫn dữ liệu ngắn nhất (khoảng <10-15m) nên thường chỉ được sử dụng trong các thiết bị IOT riêng biệt như (smart band, smart watch, smart phone...) chứ không thể sử dụng làm giải pháp tổng thể cho cả ngôi nhà với khá nhiều thiết bị được.

Còn lại Wifi, Zigbee và Zwave. Cả ba loại giao thức này có khoảng cách truyền tương đương nhau, tuy nhiên Wifi có mức độ tiêu thụ năng lượng lớn hơn rất nhiều so với Zigbee và Zwave vì nó tập trung vào việc truyền data với tốc độ cao và lưu lượng lớn (tốc độ truyền tối đa có thể đến 1Gb/s) trong khi Zigbee và Zwave thì ngược lại, chúng tiêu thụ năng lượng rất thấp nhờ việc truyền dữ liệu ở tốc độ và lưu lượng thấp hơn. Trung bình khi bạn ra lệnh bật tắt một thiết bị nào đó một gói tin truyền đi chỉ có vài kb. Với tốc độ 250kb/s của hệ thống mạng Zigbee hay 100kb/s của hệ thống mạng Zwave thì thời gian kể từ khi bạn đưa ra yêu cầu cho đến khi hệ thống thực thi chỉ gói gọn trong khoảng thời gian bằng 1/10 cái chớp mắt ~ 10-15ms (không tính tốc độ delay của hệ thống đường truyền internet - cái này phụ thuộc vào gói cước, hệ thống nhà mạng mà bạn sử dụng).

Chính vì đặc điểm này các sản phẩm như cảm biến hoặc thiết bị quan trắc không dây sử dụng nguồn điện dùng pin để đạt đến thiết kế thẩm mỹ và nhỏ gọn, dễ bố trí thì thường sử dụng kết nối Zigbee, Zwave (Có thể là Lora với các cảm biến tầm xa dành cho lĩnh vực nông nghiệp) để có thể duy trì trạng thái hoạt động tốt nhất mà không cần quá lo lắng về vấn đề năng lượng.

Ngược lại các sản phẩm cần sử dụng tốc độ truyền tải dữ liệu và băng thông lớn như camera quan sát, thiết bị stream hình ảnh-âm thanh thường sử dụng kết nối wifi để có thể đảm bảo chất lượng và tốc độ truyền dẫn, các thiết bị này tiêu tốn nhiều năng lượng hơn nên cần thiết cấp nguồn cố định và liên tục.

Tuy nhiên Z-Wave không phải là hệ thống mở và do đó, nó chỉ dành cho khách hàng của Zensys và Sigma Designs (công ty sở hữu độc quyền công nghệ này) vì vậy các nhà cung cấp các sản phẩm có kết nối Zwave không thực sự hùng mạnh như Wifi vốn đã phát triển từ lâu và Zigbee phát triển sau nhưng lại tạo ra rất nhiều sự quan tâm nhờ tính ưu việt của mình.

"Liên minh" Zigbee sự tham gia của rất nhiều ông lớn tên tuổi trong làng công nghệ như: Google, Apple, Amazon, Smartthings (Samsung)...

Đến đây thì chúng ta có thể đi đến kết luận:

Khi bạn băn khoăn giữa việc lựa chọn giữa kết nối Wifi hay Zigbee bạn cần làm rõ đây là kết nối của "thiết bị" hay của "hệ thống". Về cơ bản nếu chúng là một vài thiết bị riêng lẻ bạn có thể tùy chọn giữa wifi hoặc zigbee, không có vấn đề gì quá lớn.

Thế nhưng khi bạn định sử dụng một "hệ thống" lớn gồm rất nhiều thiết bị như: Công tắc, các loại cảm biến, động cơ rèm cửa, đèn...kết hợp lại với nhau, lúc này bạn cần cân nhắc đến khả năng kết nối mesh (mạng lưới tổ ong) giữa các thiết bị Zigbee với nhau để có một hệ thống kết nối mạnh mẽ mà không phải đầu tư quá nhiều vào hạ tầng mạng để đảm bảo kết nối wifi giữa các khu vực như khi sử dụng hệ thống wifi. Điểm đặc biệt nữa của hệ thống Zigbee là bạn có thể kết nối rất nhiều thiết bị Zigbee về một hub (hay còn gọi là bộ điều khiển trung tâm) duy nhất, và ở đó toàn bộ thiết bị được kết nối internet thông qua hub này. Nghĩa là dù bạn có bao nhiêu thiết bị đi nữa thì modem của bạn chỉ cần cấp 1 địa chỉ IP mà thôi.

Đối với hệ thống sử dụng kết nối wifi, mỗi thiết bị sẽ được cấp một IP cố định, khi trong hệ thống của bạn có rất nhiều thiết bị thì lúc này hạ tầng mạng hoạt động thật sự "vất vả" và có thể xảy ra các hiện tượng thiết bị bị mất kết nối hoặc phản hồi trễ, lag. Bạn sẽ phải đầu tư rất nhiều cho cơ sở hạ tầng mạng để có thể tải được một số lượng thiết bị lớn.

Đôi khi zigbee và wifi vẫn không thể tách rời nhau, trong một ngôi nhà thông minh thường thì sẽ tồn tại cả hai loại kết nối này, chỉ là bạn "ngả" về bên nào nhiều hơn. (Tức là bạn quyết định xem loại kết nối nào sẽ là kết nối chính). Vì bạn không thể kiếm một chiếc camera IP, một chiếc máy lọc không khí hay robot hút bụi chạy kết nối Zigbee hoặc bạn cũng không thể tìm mua một cái cảm biến sử dụng kết nối wifi mà không cần cấp nguồn cho chúng. Khi bạn đã có nhu cầu sử dụng những thiết bị này thì nghiễm nhiên bạn đã quyết định sử dụng song song hai loại kết nối này.

Theo kinh nghiệm của chúng tôi thì bạn có thể dựa vào các đặc điểm sau để lựa chọn loại kết nối phù hợp:

Chọn hệ thống wifi khi:

  1. Bạn không cần sử dụng quá nhiều thiết bị thông minh, chỉ một vài thiết bị và hệ thống wifi nhà bạn đủ tốt để tải chúng (phù hợp sử dụng ở các dự án nhỏ, không gian không quá rộng, không nhiều tầng và không nhiều thiết bị).
  2. Bạn không muốn sử dụng hub, bạn chấp nhận sử dụng cloud sever nhà cung cấp hoặc bên thứ 3 kể cả việc bạn sẽ gặp phải khả năng phản hồi và tốc độ thực thi có bị chậm do đường truyền internet.
  3. Bạn sử dụng nhiều thiết bị nhưng hệ thống hạ tầng mạng và wifi nhà bạn đã đầu tư cực tốt, có các thiết bị như router cân bằng tải, các access point có thể tải nhiều thiết bị cùng lúc.

Chọn hệ thống Zigbee khi:

  1. Bạn cần sử dụng hệ thống nhiều thiết bị thông minh trong nhà đặc biệt là công tắc, cảm biến (thường thì số lượng thiết bị này chiếm phần lớn).
  2. Bạn cần một kết nối thực sự ổn định, hoạt động mượt mà, không có hiện tượng trễ lag hay mất kết nối.
  3. Bạn có nhu cầu mở rộng hệ thống và ưa thích sự trải nghiệm các sản phẩm mới (chuỗi cung ứng và tốc độ ra đời các sản phẩm zigbee sẽ không làm bạn thất vọng).

Cuối cùng, hãy đến với chúng tôi: Nhà thông minh BE SMART để nhận được tư vấn chuyên sâu của các chuyên gia hệ thống nhà thông minh, giúp cho bạn lựa chọn hệ thống không những giải quyết tốt bài toán bạn cần, mang đến nhiều tính năng tiện nghi hữu ích với chi phí vô cùng hợp lý cùng chế độ hậu mãi không thể tốt hơn!

Hãy ghé thăm gian hàng của chúng tôi:

Showroom:N04B-T1, tòa nhà Lanmak, ngoại giao đoàn, P. Xuân Tảo, Q. Bắc Từ Liêm, Hà Nội

Hotline: 0969 683 628 - 082 6666 985

Fanpage:https://www.facebook.com/nhathongminhbesmart/

Bạn đang xem: Chuẩn kết nối không dây nào cho nhà thông minh: Zigbee, Wifi, Zwave?
Bài trước Bài sau
VIẾT BÌNH LUẬN CỦA BẠN

Địa chỉ email của bạn sẽ được bảo mật. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Youtube Be Smart Facebook Be Smart Zalo Be Smart Messenger Be Smart Hotline Be Smart