#Tổng quan
Được ra mắt vào tháng 7/2017 Dựa trên tiêu chuẩn Bluetooth 5.0 Tốc độ truyền tín hiệu tối đa 250kbps Có lợi thế là kết nối trực tiếp được tới các thiết bị di động thông minh Tiêu thụ năng lượng thấp Dễ dàng mở rộng hệ thống mạng thiết bị | Bluetooth Mesh | Zigbee | Wifi | Z-wave |
Tần số | 2.4G Hz | 2.4 GHz (Toàn cầu) | 2.4 GHz, 5 GHz | Nhỏ hơn 1Ghz |
Khoảng cách tối đa | 100m | 100m | 250m | 100m |
Mức tiêu thụ năng lượng | Rất thấp | Rất thấp | Cao | Rất thấp |
Cơ chế khi gửi bản tin cho các thiết bị trong mạng | Managed Flooding | Full Routing | Point to Hub | Full Routing |
Thiết bị áp dụng | Có thể áp dụng cho thiết bị dùng Pin với thời lượng pin từ 1 năm trở lên với 2 pin AAA - 1000mAh và tích hợp trực tiếp vào các thiết bị chiếu sáng Led | Có thể áp dụng cho thiết bị dùng Pin với thời lượng pin từ 1 năm trở lên với 2 pin AAA - 1000mAh | Chỉ dùng thiết bị chạy nguồn trực tiếp, không phù hợp cho thiết bị dùng Pin | Có thể áp dụng cho thiết bị dùng Pin với thời lượng pin từ 1 năm trở lên với 2 pin AAA - 1000mAh |
Áp dụng cho công tắc nguồn 1 dây | Đang trong quá trình nghiên cứu | Áp dụng được | Không áp dụng được | Áp dụng được |
So sánh các chuẩn truyền thông không dây thường được sử dụng trong nhà. Như hình dưới ta có thể thấy
Wifi: Thì tất cả các thiết bị chỉ có thể kết nối trực tiếp tới điểm truy cập (Như modem, router…) Việc này khiến rất khó để mở rộng hệ thống mạng. Zigbee: Thì sẽ có một thiết bị là điều phối trung tâm sẽ quyết định toàn bộ thông tin mạng Zigbee. Bluetooth Mesh: Mọi thiết bị trong mạng đều có thể đóng vai trò làm Gateway và có thể kết nối trực tiếp tới Smartphone.
Mô hình mạng của các chuẩn truyền thông không dây Như ở thông số kỹ thuật ta thấy, Bluetooth Mesh cũng chạy cùng băng tần với Wifi và Zigbee là băng tần 2.4Ghz. Tuy nhiên Bluetooth Mesh sẽ chạy chính là trên 3 kênh 37,38 và 39 là những kênh ít bị ảnh hưởng bởi mạng Wifi, đồng thời chuẩn sẽ có cơ chế tự động nhảy mạng nếu có hiện tượng nhiễu sóng.
Kênh truyền thông của Bluetooth Mesh. Các thành phần trong mạng Bluetooth Mesh: Relay: Có nhiệm vụ chuyển tiếp bản tin trong mạng
Proxy: Những thiết bị đang kết nối tới Smartphone và tablet
Low power node: Những thiết bị dùng pin (VD: cảm biến, remote…) những thiết bị này thường ngủ, chỉ thức dậy khi có tác động của người dùng
Friend: Những thiết bị này kết nối với Low Power Node (LPN) và sẽ lưu bản tin giúp những thiết bị (LPN) và khi nào thiết bị (LPN) thức dậy thì Friend sẽ gửi những bản tin đó xuống
Các vai trò chính trong mạng Bluetooth Mesh Cơ chế nhóm thiết bị: Các thiết bị trong mạng Bluetooth Mesh có thể nhóm với nhau và một thiết bị có thể thuộc cùng lúc nhiều nhóm. Mỗi nhóm sẽ có địa chỉ riêng, gọi là địa chỉ Subscribe.
Mô hình nhóm các thiết bị trong mạng Bluetooth Mesh. Cơ chế Managed Flooding: Như các hệ thống truyền thông phổ biến khác VD như mạng internet thì ta đều đã từng nghe đến thuật ngữ như là route mạng... bản chất của quá trình này đó chính là tìm đường đi ngắn nhất để gửi bản tin từ nguồn phát đến thiết bị cuối bởi, trong một hệ thống mạng số lượng node là rất nhiều nên cần có sự tính toán đường đi tối ưu và ngắn nhất cho mỗi bản tin. Tuy nhiên phương pháp này có một hạn chế đó là tại thời điểm mà một node mạng bị nghẽn thì bản tin sẽ không truyền đi được. Chính vì vậy mà Bluetooth Mesh đã phát triển một cơ chế đó là Managed Flooding, nghĩa là mọi bản tin được gửi đi đều là Broadcast (Gửi cho toàn mạng) và mọi thiết bị có trong mạng ở thời điểm đó đều có khả năng truyền bản tin đó đi tới các node mạng xung quanh. Nhờ vậy mà bản tin vừa có khả năng truyền nhanh đồng thời nếu một node mạng nào bị nghẽn thì thiết bị cuối vẫn nhận được thông qua một đường khác.
Chính vì vậy nếu như ta khởi động lại toàn bộ hệ thống thì việc sử dụng được hệ thống trở lại sẽ rất nhanh và không phải mất thời gian để đợi các thiết bị route lại với nhau
(Routing) Gateway cần tính toán đường đi tối ưu nhất để tới thiết bị cuối, sau đó mới gửi bản tin theo đường đi đã được xác định.
(Managed Flooding) Bản tin được gửi ra toàn mạng và mọi thiết bị đều có thể đóng vai trò Relay (chuyển tiếp bản tin). Vậy Managed Flooding có ý nghĩa như nào trong hệ thống Smart Lighting: Cơ chế đơn giản không cần tạo đường route, nên khi vừa cấp nguồn là có thể hoạt động được ngay không cần mất thời gian đợi route lại mạng Có thể điều khiển đồng thời nhiều thiết bị, nên những tính năng cần điều khiển nhiều thiết bị đầu ra như Nhóm, Cảnh… sẽ không bị độ trễ, giúp nâng cao trải nghiệm người dùng Cơ chế Full Routing phù hợp nhất đôi với những ứng dụng có gói tin có dữ liệu lớn và yêu cầu tốc độ truyền nhanh. Còn bản tin trong hệ thống Smart Lighting thì dữ liệu nhỏ và thời gian tồn tại không quá lâu nên sẽ thích với cơ chế Manage Flood (Tuy nhiên nếu Managed Flooding mà vào những ứng dụng có thiết bị bắn liên tục bản tin trong mạng thì lại không phù hợp).