Tổng quan về mạng Zigbee

Tổng quan

  • Zigbee là một chuẩn giao thức truyền thông cho mạng không dây ở khoảng cách ngắn.
  • Truyền dữ liệu ổn định.
  • Tiêu thụ năng lượng thấp, giá thành rẻ.
  • Tần số (Quốc tế): 2.4 Ghz, 16 kênh tín hiệu, tốc độ 250kbps (Bắc Mỹ: 915 Mhz, Châu Âu, Nhật Bản: 868 Mhz).
  • Hoạt động theo mô hình mạng lưới (Mesh Network).
  • Tiêu chuẩn Zigbee được bảo trợ và phát triển bởi một nhóm liên minh Zigbee gồm hơn 150 thành viên trên thế giới như Ember, Honeywell, Samsung, Mitsubishi, Motorola, Philips,...
  • Smiley face
    Các mô hình mạng không dây cơ bản.
  • Mô hình mạng sao (Star Network): Sẽ có một thiết bị trung tâm và tất cả các thiết bị khác sẽ cùng kết nối tới thiết bị trung tâm. Đây là mô hình cơ bản nhất (Giống với mô hình Modem Wifi trong nhà và các thiết bị như Smartphone, máy tính kết nối tới). Mô hình này có ưu điểm là cấu hình đơn giản, tuy nhiên sẽ khó mở rộng khoảng cách của hệ thống mạng và thiết bị trung tâm cần phải có phần cứng mạnh thì mới xử lý được nhiều kết nối.
  • Mô hình mạng cây (Tree Network): Sẽ có thêm một vai trò trong mạng đó là node mạng Router, đóng vai trò mở rộng hệ thống mạng và trung chuyển bản tin, mô hình này đã giải quyết được vấn đề khoảng cách tuy nhiên có một nhược điểm đó là nếu như thiết bị Router nào đó bị lỗi thì toàn bộ các thiết bị cuối (End Device) đi theo nó sẽ bị mất kết nối theo vậy nên mô hình này khá khó bảo trì.
  • Mô hình mạng Mesh (Mesh Network): Đây là mô hình mà mạng Zigbee sử dụng. Sẽ có thiết bị Coor (Chính là HC) khởi tạo hệ thống mạng, cũng có những vai trò như Router (Mở rộng hệ thống mạng) và End Device (Là các cảm biến cập nhật thông tin môi trường). Tuy nhiên với mô hình này thì tất cả các thiết bị trong mạng đều có thể giao tiếp với nhau chính vì vậy mà phương pháp Full Routing có thể được áp dụng giúp tính toán đường đi ngắn nhất và tối ưu nhất cho bản tin trong mạng.
  • Smiley face
    Mô hình mạng mesh của Zigbee
  • Coor (HC): Trong mô hình mạng Zigbee của Lumi thì HC đóng vai trò là Coorordinator (Bộ điều phối trung tâm) có nhiệm vụ là khởi tạo thông tin mạng và tổng hợp bản tin trạng thái của thiết bị.
  • Router: Các thiết chạy nguồn 220V (VD: Công tắc cảm ứng) sẽ đóng vai trò là Router là thiết bị có nhiệm là trung gian trung chuyển bản tin giữa Coor tới các End Devices và mở rộng hệ thống mạng.
  • End Device: Thường là các thiết bị chạy pin (VD: Cảm biến cửa, cảm biến chuyển động... hay cả công tắc cửa cuốn cũng tính là End Devices), chỉ có chức năng là gửi trạng thái lên Coor hoặc Router không chức năng mở rộng mạng. Những thiết bị này sẽ thường ở trạng thái ngủ chỉ khi nào cần hoạt động thì mới thức dậy để tiết kiệm pin.
  • NOTE:
  • Do những thiết bị cảm biến chạy pin thường ngủ nên khi cài đặt tính năng nâng cao người dùng cần ấn nút Config hoặc tác động sự kiện vào thiết bị để đánh thức thiết bị dậy thì mới nhận được bản tin cài đặt gửi từ trên xuống.
  • Ở trong mạng Zigbee có sử dụng cơ chế Parent and Child. Do các cảm biến ở chế độ thường ngủ nên khi có bản tin gửi xuống mà cảm biến đang ở trạng thái ngủ thì sẽ không nhận được bản tin chính vì vậy cần phải có một node mạng ở bên cạnh để giữ bản tin hộ những cảm biến và đợi đến khi cảm biến thức dậy thì sẽ gửi trả bản tin xuống. HC có hỗ trợ tính năng Parent and Child vì vậy nên trong một mạng chỉ có HC và cảm biến vẫn có thể hoạt động được.
  • Danh sách vai trò của các thiết bị trong mạng Zigbee

    Công tắc cảm ứng 1/2/3/4 nút
    Router
    Công tắc cảm ứng 1/2/3/4 nút - Nguồn 1 dâ (Bản tính từ ngày 1/4/2021)
    Router
    Công tắc cảm ứng 1/2/3 nút - Công suất cao
    Router
    Công tắc cổng
    Router
    Công Rèm đơn/Rèm đôi
    Router
    Công tắc quạt
    Router
    Bộ điều khiển hồng ngoại (IR)
    Router
    Bộ điều khiển điều hòa trung tâm Daikin
    Router
    Công tắc cầu thang
    Router
    Module Input
    Router
    Module In Out
    Router
    Cửa cuốn
    End device
    Module RGBWW
    End device
    Động cơ rèm tích hợp Zigbee
    End device
    Cảm biến chuyển động
    Sleepy - End device
    Cảm biến cửa
    Sleepy - End device
    NOTE: Sleepy - End device: Thiết bị sẽ ngủ nếu không phát hiện sự kiện - Nên khi cấu hình cần đánh thức thiết bị dậy

    Khuyến cáo giới hạn hệ thống mạng Zigbee

    Hạn chế việc trùng lặp với kênh Wifi

    Smiley face
    Kênh truyền của Zigbee và Wifi 2,4GHz
    Do Zigbee và Wifi đều chạy chung băng tần 2,4 GHz nên sẽ có xác suất xảy ra việc chạy trùng kênh khiến cho mạng Zigbee hoạt động không ổn định (Các bạn có thể xem hình vẽ ở trên để hiểu hơn về các kênh truyền của Wifi và Zigbee). Vì vậy nên khi thi công lắp đặt ở công trình ta nên lắp đặt hệ thống mạng Zigbee sau khi hệ thống Wifi đã cài đặt xong, bởi vì trong bộ điều khiển trung của Zigbee do Lumi phát triển đã tự có cơ chế nhảy kênh để tránh trùng với Wifi 2,4GHz. Còn đối với trường hợp mạng Wifi được cài đặt sau hoặc nhà khách hàng thay đổi hệ thống phát Wifi khiến cho trùng kênh và gây nhiều mạng Zigbee thì kỹ thuật viên vui lòng liên hệ tới bộ phận hỗ trợ kỹ thuật của Lumi để được hỗ trợ.

    Vai trò của các thiết bị Lumi trong mạng Zigbee

    Để đảm bảo hệ thống mạng Zigbee trong nhà khách hàng hoạt động ổn định, kỹ thuật viên lưu ý những khuyến cáo và giới hạn hệ thống ở dưới đây.

  • Đảm bảo tất các thiết bị luôn được cấp điện liên tục.
  • HC/LC được đảm bảo online liên tục (kết nối router).
  • Đảm bảo HC/LC được bố trí ở trung tâm hệ thống Zigbee.
  • Cấu hình hệ thống Zigbee sau khi đã có hệ thống Wifi 2.4 GHz (Để tránh bị trùng kênh Wifi).
  • Dùng chức năng xóa toàn bộ thiết bị trước khi cấu hình nhà mới.
  • Tổng số thiết bị có trên 1 Coor
    Tối đa 100 Router & 40 End Device
    Tỉ lệ thiết bị (Giữa Coor/Router:End Device)
    Tỉ lệ 1:6 (Coor/Router:End Device)
    Số lượng thiết bị tối đa được điều khiển cũng lúc trong Rule/Cảnh
    Kích hoạt tối đa 10 thiết bị cùng lúc trong 1 thời điểm. Nếu nhiều hơn 10 thiết bị thì nên chia thành các cụm (Để delay 3-5 giây giữa mỗi lần kích hoạt các cụm)
    Số lượng thiết bị trong nhóm
    5 thiết bị/nhóm thường hoặc 5 thiết bị/nhóm binding
    Số lượng nhóm đảo chiều trong một nhà
    Tối đa là 40 nhóm (Group) thường trong 1 nhà, còn với nhóm Binding thì không giới hạn
    Khoảng cách
    <40m trong môi trường không vật cản và <10m trong môi trường có vật cản