Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay có rất nhiều chuẩn không dây (wireless) để truyền dữ liệu với tốc độ cao giữa các thiết bị với nhau như BlueTooth hay Wifi. Nhưng đối với những mạng quản lý các sensor trong các ứng dụng điều khiển tự động hóa của các thiết bị trong nhà hay bệnh viện thì Wifi hay BlueTooth lại không thể đáp ứng được. Chúng có nhiều khuyết điểm như sử dụng băng thông rộng làm tiêu hao nhiều điện năng không cần thiết, sử dụng các nguồn điện trực tiếp, ít sử dụng pin, phạm vi kết nối nhỏ hẹp, độ trễ cao, cơ chế bảo mật đơn giản (BlueTooth), yêu cầu về các thiết bị phần cứng cao, chi phí lớn.
MẠNG TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG TỐC ĐỘ CAO BÁO CÁO TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN ZIGBEE I ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện có nhiều chuẩn không dây (wireless) để truyền liệu với tốc độ cao thiết bị với BlueTooth hay Wifi Nhưng mạng quản lý sensor ứng dụng điều khiển - tự động hóa thiết bị nhà hay bệnh viện Wifi hay BlueTooth lại đáp ứng Chúng có nhiều khuyết điểm sử dụng băng thông rộng làm tiêu hao nhiều điện không cần thiết, sử dụng nguồn điện trực tiếp, sử dụng pin, phạm vi kết nối nhỏ hẹp, độ trễ cao, chế bảo mật đơn giản (BlueTooth), yêu cầu thiết bị phần cứng cao, chi phí lớn Và để giải khuyết điểm đó, Zigbee đời Đối tượng mà Zigbee nhắm vào mạng điều khiển dành cho nhà thông minh (SmartHome), tự động hóa trình( Home Automation, Building Automation), hoạt động theo dõi, tiếp nhận xử lý thông tin lĩnh vực y tế (Health Care), quản lý lượng cho hiệu (Smart Energy)… Và sử dụng hệ thống này, Zigbee phát huy tất điểm mạnh độ trễ truyền tin thấp, tiêu hao lượng, giá thành thấp, lỗi, dễ mở rộng thời gian sử dụng pin dài (1 cặp pin AA hoạt động vòng năm) II KHÁI NIỆM VỀ ZIGBEE Zigbee tiêu chuẩn định nghĩa : tập hợp giao thức giao tiếp mạng không dây khoảng cách ngắn có tốc độ truyền liệu thấp Tín hiệu truyền giao thức Zigbee thực chất tín hiệu radio Zigbee hỗ trợ dải tần số sau: - Dải 868,3 Mhz: Chỉ kênh tín hiệu Trong dải tốc độ truyền 20kb/s Dải 902 Mhz - 928 Mhz: Có 10 kênh tín hiệu từ - 10 với tốc độ truyền thường - 40kb/s Dải 2,4 Ghz - 2,835 Ghz: có 16 kênh tín hiệu từ 11 - 26 với tốc độ truyền 250 kb/s GV: Ts Bùi Đăng Thảnh HV: Trương Ngọc Hải – CA160368 MẠNG TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG TỐC ĐỘ CAO Trong nhiều ứng dụng, người ta hay dùng giao thức Zigbee dải tần 2,4 Ghz - 2,835 Ghz Đây dải tần phổ biến hỗ trợ nhiều thiết bị Hơn với Zigbee, dải tần có tới 16 kênh tín hiệu dải (mỗi kênh cách 5MHz tần số) với tốc độ truyền lớn nhất: 250kb/s III ĐẶC ĐIỂM Đặc điểm công nghệ ZigBee tốc độ truyền tin thấp, tiêu hao lượng, chi phí thấp, giao thức mạng không dây hướng tới ứng dụng điều khiển từ xa tự động hóa.Tổ chức IEEE 802.15.4 bắt đầu làm việc với chuẩn tốc độ thấp thời gian ngắn tiểu ban ZigBee tổ chức IEEE định sát nhập lấy tên ZigBee đặt cho công nghệ Mục tiêu công nghệ ZigBee nhắm tới việc truyền tin với mức tiêu hao lượng nhỏ công suất thấp cho thiết bị có thời gian sống từ vài tháng đến vài năm mà không yêu cầu cao tốc độ truyền tin Bluetooth Một điều bật ZigBee dùng mạng mắt lưới (mesh network) rộng sử dụng công nghệ Bluetooth Với đặc điểm : - Tốc độ truyền liệu thấp 20-250Kbps - Sử dụng công suất thấp, tiêu hao điện - Thời gian sử dụng pin dài - Cài đặt, bảo trì dễ dàng - Độ tin cậy cao - Có thể mở rộng đến 65000 node - Chi phí đầu tư thấp * Ưu điểm zigbee GV: Ts Bùi Đăng Thảnh HV: Trương Ngọc Hải – CA160368 MẠNG TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG TỐC ĐỘ CAO Zigbee tương tự Bluetooth đơn giản hơn, Zigbee có tốc độ truyền liệu thấp hơn, tiết kiểm lượng Một nốt mạng mạng Zigbee có khả hoạt động từ tháng đến năm với nguồn hai ácqui AA Phạm vi hoạt động Zigbee 10-75m Bluetooth 10m (trong trường hợp khuếch đại) Zigbee xếp sau Bluetooth tốc độ truyền liệu Tốc độ truyền Zigbee 250kbps 2.4GHz, 40kbps 915MHz 20kbps 868MHz tốcđộ Bluetooth 1Mbps Zigbee sử dụng cấu hình chủ-tớ phù hợp với mạng hình tĩnh thiết bị giao tiếp với thông qua gói tin nhỏ Loại mạng cho phép tối đa tới 254 nút mạng Giao thức Bluetooth phức tạp loại giao thức hướng tới truyền file, hình ảnh, thoại mạng ad hoc (ad hoc loại mạng đặc trưng cho việc tổ chức tự do, tính chất bị hạn chế không gian thời gian) Các thiết bị Bluetooth hỗ trợ mạng scatternet tập hợp nhiều mạng piconet không đồng Nó cho phép tối đa nút slave mạng chủ-tớ Nút mạng sử dụng Zigbee vận hành tốn lượng, gửi nhận gói tin khoảng 15msec thiết bị Bluetooth làm việc 3s * Nhược điểm - Lỗi số điểm gây lỗi hệ thống - Tốc độ truyền thấp - Chưa có đầy đủ thiết bị để phát triển IV TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ MÔ HÌNH MẠNG CỦA ZIGBEE * Truyền liệu Các liệu truyền theo gói, gói tối đa 128bytes cho phép tải xuống tối đa 104 bytes GV: Ts Bùi Đăng Thảnh HV: Trương Ngọc Hải – CA160368 MẠNG TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG TỐC ĐỘ CAO Tiêu chuẩn hỗ trợ địa 64bit địa ngắn 16bit Loại địa 64bit xác đinh thiết bị có địa IP Khi mạng thiết lập, địa ngắn sử dụng cho phép 65000 nút liên kết * Mô hình mạng zigbee ZigBee có dạng hình mạng hỗ trợ ZigBee: dạng hình sao, hình lưới, hình Mỗi dạng hình có ưu điểm riêng ứng dụng trường hợp khác Hình (Star network) Các nút hình liên kết với nút trung tâm Hình lưới (Mesh network) Mạng hình lưới có tính tin cậy cao, nút mạng lưới có khả kết nối với nút khác, cho phép truyền thông liên tục điểm nút với bền vững Nếu có tác động cản trở, hệ thống có khả tự xác định lại cấu hình cách nhảy từ nút sang nút khác Hình (Cluster network) Mạng hình dạng đặc biệt mạng hình lưới, dạng mạng có khả phủ sóng mở rộng cao V KẾT LUẬN Công nghệ Zigbee thực tuyệt vời giải vấn đề mà gặp phải sản phẩm ngày : tiêu thụ điện nhiều, giá thành cao, chi phí cài đặt lớn, khó bảo trì sửa chữa … Từ vấn đề trên, công ty lớn giới Philips,Advantech, Mitsubishi, Siemens, Texas Instrument, Schneider Electric, AT&T, Hitachi, LG, SamSung, Sony, SK Telecom… chung tay phát triển công nghệ mới, từ Zigbee đời Zigbee đạt nhiều thành tựu nhiều giải thưởng lớn từ năm 2002 đến Có thể nói, tương lai mạng lĩnh vực điện tử - điều khiển tự động Zigbee GV: Ts Bùi Đăng Thảnh HV: Trương Ngọc Hải – CA160368 ... làm việc với chuẩn tốc độ thấp thời gian ngắn tiểu ban ZigBee tổ chức IEEE định sát nhập lấy tên ZigBee đặt cho công nghệ Mục tiêu công nghệ ZigBee nhắm tới việc truyền tin với mức tiêu hao lượng... Chi phí đầu tư thấp * Ưu điểm zigbee GV: Ts Bùi Đăng Thảnh HV: Trương Ngọc Hải – CA160368 MẠNG TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG TỐC ĐỘ CAO Zigbee tương tự Bluetooth đơn giản hơn, Zigbee có tốc độ truyền liệu... kiểm lượng Một nốt mạng mạng Zigbee có khả hoạt động từ tháng đến năm với nguồn hai ácqui AA Phạm vi hoạt động Zigbee 10-75m Bluetooth 10m (trong trường hợp khuếch đại) Zigbee xếp sau Bluetooth tốc