Ưu điểm và nhược điểm của giao thức zigbee và các lĩnh vực ứng dụng chính của zigbee

Ưu nhược điểm của giao thức zigbee và các lĩnh vực ứng dụng chính của zigbee

 Giao thức ZigBee đáp ứng các yêu cầu về chi phí thấp, năng lượng thấp và khả năng chịu lỗi cao của cảm biến không dây. ZigBee là giao thức LAN công suất thấp dựa trên tiêu chuẩn IEEE802.15.4. Nhưng IEEE chỉ xử lý các giao thức lớp vật lý và lớp MAC cấp thấp, vì vậy Liên minh Zigbee mở rộng IEEE để chuẩn hóa các giao thức và API lớp mạng của mình. Zigbee là một công nghệ mạng không dây tốc độ thấp, tầm ngắn mới nổi.Chủ yếu được sử dụng cho các kết nối không dây tầm ngắn. Nó có tiêu chuẩn giao thức riêng giúp điều phối giao tiếp giữa hàng nghìn cảm biến nhỏ.

Nhược điểm của giao thức ZigBee:

Nhược điểm lớn nhất của công nghệ ZigBee là không thể kết nối trực tiếp với Internet mà phải chuyển đổi thông qua một cổng. Đây cũng là nguyên nhân quan trọng khiến công nghệ ZigBee khó phổ biến trong lĩnh vực sản phẩm tiêu dùng cá nhân.Cho đến nay, công nghệ ZigBee chỉ tồn tại trong hệ thống truyền thông không dây của ngành công nghiệp, năng lượng, nông nghiệp và ứng dụng hệ thống nhà thông minh trong các biệt thự cao cấp.

Giao thức ZigBee thường được sử dụng trong các thiết bị điều khiển công nghiệp và nó cũng rất phổ biến trong các ngôi nhà thông minh. Ví dụ: giao thức ZigBee được sử dụng để liên lạc giữa các cổng và cảm biến cửa và cửa sổ.

Ưu điểm của ZigBee như sau:

1. Chi phí thấp. Giao thức zigbee có tốc độ truyền dữ liệu thấp và giao thức đơn giản nên chi phí phát triển tương đối thấp.

2. An ninh. Sử dụng crc để xác minh tính toàn vẹn của gói dữ liệu, hỗ trợ xác thực và xác thực và sử dụng aes-128 để mã hóa dữ liệu được truyền.

3. Mạng lưới tự tổ chức. Thông qua chức năng lưới đi kèm với giao thức zigbee, một mạng con có thể hỗ trợ tới 65.000 kết nối nút, có thể nhanh chóng triển khai mạng cảm biến quy mô lớn.

4. Tiêu thụ điện năng thấp. Do tốc độ truyền của giao thức zigbee thấp, công suất truyền mà nút yêu cầu chỉ là 1mW và sử dụng chế độ ngủ + thức dậy với mức tiêu thụ điện năng cực thấp.

Từ những đặc điểm trên, có thể thấy rằng ZigBee phù hợp cho việc quản lý và giám sát thiết bị cũng như thu thập dữ liệu cảm biến theo thời gian thực.

Ngăn xếp giao thức ZigBee (từ trên xuống dưới): lớp ứng dụng, lớp mạng, lớp MAC, lớp vật lý.

Trường ứng dụng ZigBee:

1. Có nhiều cơ quan yêu cầu thu thập hoặc giám sát dữ liệu

2. Lượng dữ liệu cần truyền không lớn và chi phí thiết bị cần thấp

3. Nó đòi hỏi độ tin cậy truyền dữ liệu cao và tính bảo mật cao

4. Kích thước của thiết bị nhỏ và không thuận tiện khi đặt pin sạc hoặc mô-đun nguồn lớn hơn

 5. Chạy bằng pin

6. Địa hình phức tạp, có nhiều điểm quan trắc nên yêu cầu vùng phủ sóng mạng rộng

7. Phủ sóng các điểm mù của mạng di động hiện có

8. Hệ thống đo từ xa và điều khiển từ xa sử dụng mạng di động hiện có để truyền dữ liệu tốc độ thấp

9. Ứng dụng định vị mục tiêu di chuyển ở những địa phương nơi hiệu ứng GPS kém hoặc chi phí quá cao

Trong lĩnh vực công nghiệp, việc sử dụng cảm biến và mạng ZigBee giúp việc tự động thu thập, phân tích và xử lý dữ liệu dễ dàng hơn và có thể được sử dụng như một phần quan trọng của hệ thống hỗ trợ ra quyết định. Ví dụ, phát hiện các thành phần hóa học nguy hiểm, giám sát và dự báo sớm các cảnh báo cháy, phát hiện và bảo trì máy quay tốc độ cao, đọc đồng hồ từ xa, v.v.Các ứng dụng này không yêu cầu thông lượng dữ liệu cao và cập nhật trạng thái liên tục, đồng thời tập trung vào mức tiêu thụ điện năng thấp và kết nối mạng linh hoạt để tối đa hóa tuổi thọ pin và giảm chi phí bảo trì mạng ZigBee.