1. Mạng không dây ZigBee là gì?
Mạng Zigbee là một chuẩn định nghĩa một tập hợp các giao thức truyền thông không dây cho mạng tốc độ thấp và tầm ngắn. Thiết bị ZigBee hoạt động trong tần số 868MHz, 915 MHz và 2,4 GHz. Tốc độ truyền dữ liệu tối đa là 250 Kb/s. ZigBee nhằmm đến mục tiêu chính là các ứng dụng tốc độ dữ liệu thấp, chi phí thấp và thời gian sử dụng pin lâu dài. Trong nhiều ứng dụng ZigBee, tổng thời gian các thiết bị hoạt động chủ động với nhau là rất giới hạn, thiết bị sử dụng phần lớn thời gian trong chế độ chờ, hay còn gọi là chế độ ngủ đông. Kết quả là các thiết bị dạng ZigBee có thể hoạt động trong vài năm trước khi phải thay pin.
2. Các thành phần trong mạng ZigBee
Trong một mạng ZigBee tồn tại 3 thành phần chính bao gồm:
+ Zigbee Condinator( ZC) : Là một định danh duy nhất trong mạng một mạng Zigbee. Nhiệm vụ của ZC
- Thiết lập mạng.
- Thiết lập kênh hoạt động trong mạng
- Thiết lập PAN ID cho mạng.
- Quyết định stack profile để dùng.
- Hoạt động như một router trong mesh routing.
- Hoạt động như là gốc của tree, nếu tree routing được sử dụng.
+ Zigbee Router (ZR)
- Tìm và tham gia mạng.
- Duy trì các broadcast thông qua mạng.
- Tham gia việc tìm đường, gồm khám phá và duy trì đường đi.
- Cho phép các thiết bị khác tham gia mạng
+End- Devices (ED)
- Tìm và tham gia mạng.
- Polling parent của nó để xem có bất kỳ các gói tin đã được gửi tới chúng khi chúng sleep hay không.
- Tìm một ZC mới nếu kết nối tới ZC cũ bị mất (NWK rejoin).
- Sleep hầu hết thời gian để tiết kiệm Pin.
3. Các mô hình mạng trong ZigBee
Trong mô hình mạng ZigBee tồn tại 3 dạng mô hình chính: Mạng hình sao, mạng hình cây, mạng hình dạng lưới (Mesh).
Cấu trúc mạng hình sao bao gồm :1 Coordinator và nhiều các End Device cùng truy cập vào, ở mạng náy có đặc điểm là cấu trúc đơn giản, coordinator đảm nhận phân phối tín hiệu đến tất cả các node cũng như nhận tín hiệu về từ các node trong mạng. Trong sơ đồ mạng hình sao còn nhiều hạn chế, khi Coordinator gặp tình huống bị mất kết nối thì hệ thống mạng bị mất hoàn, khả năng mở rộng mô hình mạng rất khó do mỗi Coordinator chỉ có khả năng quản lý cũng như cấp phát địa chỉ với số lượng có hạn. Mô hình mạng sao phù hợp với mạng nhỏ với ít node mạng.
Cấu trúc mạng hình cây được tạo từ 1 Coordinator và nhiều cụm nhỏ bao gồm các End Device và 1 Coordinator được quản lý và giao tiếp với Coordinator chính, sơ đồ mạng có sự phân cấp quản lý, khi 1 thiết bị mất kết nối thì hệ thống vẫn không bị ảnh hưởng, nhưng các thiết bị muốn giao tiếp với nhau cũng phải truyền về Coordinator trung tâm quản lí. Sơ đồ mạng hình Tree có mở rộng hơn sơ đồ hình sao về số lượng các node .
Router tồn tại một địa chỉ ( Short Address) không thay đổi, có thể được dùng truyền dữ liệu điểm tới điểm trên một địa chỉ.Nếu khi Coordinator không được cấp nguồn thì router sẽ vẫn duy trì mạng, vì giữa các router vẫn giao tiếp với nhau.Mô hình mạng Mesh được mở rộng từ mô hình mạng Tree với cách thức giao tiếp linh hoạt vì thế mô hình mạng Mesh được sử dụng phổ biến hơn trong mạng ZigBee.
4. Ứng dụng công nghệ ZigBee
- Tự động hóa ngôi nhà của bạn- Home Automation
Zigbee là sự lựa chọn phù hợp trong việc biến ngôi nhà bạn trở nên tự động như hệ thống đèn chiếu sáng, hệ thống điều hòa, giám sát khí gas, chất lượng không khí…
- Tự động hóa công nghiệp- Industrial Automation
Zigbee đươc ứng dụng như một mạng liên kết không dây, giám sát các thông số của quy trình sản xuất với chi phí thấp, độ ổn định cao.
- Thiết bị đo kiểm kiểm thông tin- Smart Metering
Zigbee đảm nhận công tác truyền thông dữ liệu từ các thiết bị đo kiểm, truyền về trung tâm quản lý dự liệu, phân tích, giám sát.
- Mạng lưới giám sát thông minh- Smart grid monitor
Zigbee hình thành mạng lưới giám sát các thông số của các thiết bị cục bộ và truyền thông về trung tâm .
