Bluetooth VS WiFi VS Zigbee: Công nghệ không dây nào tốt hơn

Công nghệ không dây – đó là tất cả những cơn thịnh nộ những ngày này! Từ Bluetooth đến WiFi đến Zigbee, chúng tôi có nhiều cách hơn để các thiết bị của mình có thể 'nói chuyện’ với nhau. Nhưng với tất cả các tùy chọn kết nối có sẵn này, một người phải chọn như thế nào? Không phải lo lắng, Tôi ở đây để phân tích sự khác biệt giữa Bluetooth, Wifi, và Zigbee để bạn có thể chọn thứ tốt nhất cho nhu cầu của mình. Bất cứ điều gì bạn muốn làm – kết nối không dây với tai nghe, thiết lập hệ thống nhà thông minh, hoặc đơn giản là kết nối các thiết bị một cách liền mạch. Cuối cùng, các thuật ngữ như BLE và mạng lưới sẽ hoàn toàn có ý nghĩa. Hãy kết nối không dây và giải phóng bản thân khỏi những sợi dây hạn chế!

Tổng quan về Bluetooth, Wi-Fi và Zigbee

Có nhiều công nghệ không dây tầm ngắn được sử dụng để kết nối các thiết bị ngày nay nhằm thiết lập mạng cục bộ. Bluetooth, Wifi, và Zigbee là ba tiêu chuẩn phổ biến được sử dụng cho mạng cục bộ không dây (Mạng WLAN) kết nối. Trong khi tất cả đều cung cấp mạng không dây tầm ngắn, mỗi công nghệ có khả năng riêng biệt.

Bluetooth là gì

Bluetooth là một tiêu chuẩn không dây tầm ngắn để kết nối các thiết bị di động và cố định qua 10 mét hoặc ít hơn. Nó sử dụng công nghệ trải phổ nhảy tần ở băng tần 2.4GHz để tránh nhiễu và mờ dần.

Bluetooth được thiết kế để hoạt động mạnh mẽ, năng lượng thấp, kết nối không dây chi phí thấp. Nó đã phát triển qua nhiều phiên bản nâng cao tốc độ dữ liệu lên tới 3 Mbps. Bluetooth năng lượng thấp (ĐÃ TRỞ THÀNH) cung cấp mức tiêu thụ điện năng cực thấp cho các thiết bị IoT. Nhìn chung, Bluetooth vượt trội ở kết nối không dây tầm ngắn giữa các thiết bị dành cho âm thanh, truyền dữ liệu, và chức năng điều khiển.

Wi-Fi là gì

Wifi, viết tắt của Độ trung thực không dây, cung cấp truy cập mạng và internet không dây tốc độ cao bằng sóng vô tuyến. Nó hoạt động trên cả hai băng tần vô tuyến 2.4GHz và 5GHz và có thể đạt tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nhiều so với Bluetooth.

Với bộ định tuyến không dây hoặc điểm truy cập, WiFi được sử dụng để truy cập internet không dây thuận tiện lên đến 50 mét. Không cần tầm nhìn, WiFi thuận tiện cho việc kết nối Internet và các thiết bị khác thông qua các điểm truy cập tạo mạng cục bộ không dây (mạng WLAN). WiFi vượt trội ở khả năng truy cập internet không dây di động và mạng ad hoc.

Zigbee là gì

Zigbee là một năng lượng thấp, giao thức tốc độ dữ liệu thấp. Dựa trên IEEE 802.15.4 Tiêu chuẩn, Zigbee tập trung vào sự đơn giản, mạng lưới tự tổ chức giữa các thiết bị sử dụng pin yếu. Hoạt động trong nhiều băng tần vô tuyến không được cấp phép bao gồm 2.4 GHz, Zigbee sử dụng điều chế trải phổ chuỗi trực tiếp để cung cấp khả năng truyền dữ liệu đáng tin cậy lên tới 100 cách xa mét.

Với tốc độ dữ liệu lên tới 250 kbps, Zigbee phù hợp để truyền các gói dữ liệu nhỏ định kỳ hoặc không liên tục. Các ứng dụng phổ biến của Zigbee bao gồm hệ thống chiếu sáng thông minh, bộ điều nhiệt, hệ thống bảo mật và các thiết bị IoT đơn giản khác không yêu cầu băng thông cao. Zigbee được tối ưu hóa cho mạng thiết bị tiêu thụ điện năng thấp.

Bluetooth so với WiFi và Zigbee: fso sánh từng món ăn

Bluetooth, Wifi, và Zigbee là các tiêu chuẩn truyền thông không dây khác nhau. Nhìn vào những điểm tương đồng và khác biệt của chúng có thể giúp hiểu rõ hơn về các giao thức quan trọng này.

Dải tần: Bluetooth hoạt động ở băng tần ISM 2,4 GHz, sử dụng 40 các kênh từ 2402 MHz đến 2480 MHz cho Bluetooth Low Energy. WiFi tận dụng cả dải tần 2,4GHz và tần số 5GHz, nơi phạm vi phổ khả dụng khác nhau tùy theo quốc gia. Thích Bluetooth, Zigbee sử dụng băng tần ISM 2,4 GHz, đặc biệt 16 kênh từ 2405 MHz đến 2480 MHz.

Tốc độ dữ liệu: WiFi6 cung cấp tốc độ dữ liệu tối đa nhanh hơn đáng kể lên tới 9,6Gbps với chuẩn 802.11ax mới nhất. So sánh, Bluetooth 5 hỗ trợ 2Mbps cho cả phiên bản Classic và BLE, trong khi Zigbee đạt tốc độ 250kbps. Tuy nhiên, Zigbee tự phân biệt mình là một giải pháp năng lượng thấp được tối ưu hóa.

Phạm vi: Bluetooth có phạm vi thông thường lên tới 100m. WiFi mở rộng phạm vi lên khoảng 50m trong nhà và 100m ngoài trời đối với mạng 2.4GHz. Zigbee có phạm vi phủ sóng khoảng 10-100m cho mạng cảm biến và nhà thông minh. Phạm vi tối đa phụ thuộc vào các yếu tố như môi trường, sản lượng điện, ăng-ten, Vân vân.

Sự tiêu thụ năng lượng: Bluetooth và Zigbee đều nhấn mạnh đến mức tiêu thụ điện năng thấp, làm cho chúng trở nên hoàn hảo cho các thiết bị chạy bằng pin. Hiệu quả năng lượng là ưu tiên thiết kế chính của BLE. Zigbee sử dụng các nút ngủ để tiết kiệm năng lượng trên mạng lưới. WiFi tiêu thụ nhiều năng lượng hơn để có băng thông cao nhưng đã được cải thiện khi sử dụng IoT.

Sự chính xác: Bluetooth cơ bản cung cấp độ chính xác dựa trên khoảng cách bằng cách đánh giá cường độ tín hiệu. WiFi và Zigbee cải thiện điều này bằng cách sử dụng phép đo ba chiều với nhiều điểm truy cập để xác định vị trí thiết bị. Bluetooth 5 giới thiệu các khả năng chính xác mới thông qua góc tới (AOA), thời gian của chuyến bay (TOF) đo, và đèn hiệu vị trí để đạt được độ chính xác cao.

Cấu trúc mạng: Bluetooth sử dụng cấu trúc liên kết hình sao trong đó tất cả các thiết bị kết nối trực tiếp với thiết bị trung tâm. Nó cũng có thể hình thành các kết nối điểm-điểm đặc biệt giữa hai thiết bị. Mạng WiFi thường sử dụng cấu trúc liên kết điểm-trung tâm với các thiết bị kết nối với điểm truy cập trung tâm. Mạng ad-hoc cũng có thể thực hiện được khi các thiết bị kết nối trực tiếp ngang hàng. Zigbee hỗ trợ lưới, ngôi sao, và cấu trúc liên kết mạng cây. Mạng lưới cho phép định tuyến linh hoạt trong khi mạng sao có bộ điều phối trung tâm.

Giá cả: Bluetooth có chi phí phần cứng thấp vì được tích hợp vào hầu hết các thiết bị hiện nay. Chi phí vận hành cũng thấp vì nó sử dụng ít năng lượng. Chi phí phần cứng WiFi ở mức trung bình vì chip và điểm truy cập đắt hơn radio Bluetooth. Chi phí vận hành cao hơn do tiêu thụ điện năng lớn hơn. Zigbee nhắm đến phần cứng đơn giản chi phí thấp, làm cho nó rẻ hơn WiFi. Chi phí vận hành cũng thấp nhờ vận hành ở mức năng lượng thấp được tối ưu hóa.

Pưu và nhược điểm của Bluetooth, Wifi, và Zigbee

Các tính năng của Wi-Fi, Bluetooth, và Zigbee có thể mang lại những ưu điểm và hạn chế khác nhau cho từng công nghệ không dây. Và khả năng khác biệt của chúng dẫn đến những ưu và nhược điểm nhất định.

Ưu điểm của Bluetooth

• Sự tiêu thụ ít điện năng: Thiết bị Bluetooth hoạt động bằng pin trong thời gian dài hơn do sử dụng năng lượng thấp hơn so với WiFi.
• Truyền tải an toàn: Bluetooth sử dụng các giao thức mã hóa dữ liệu để truyền thông tin một cách an toàn giữa các thiết bị.
• Khả năng tương thích rộng: Bluetooth được hỗ trợ trên nhiều loại thiết bị như điện thoại, diễn giả, tai nghe giúp kết nối dễ dàng.

Nhược điểm của Bluetooth

• Phạm vi bị giới hạn: Loại điển hình 10-100 phạm vi đo của Bluetooth hạn chế việc sử dụng nó ở các kết nối khoảng cách ngắn.
• Giới hạn tốc độ: Tốc độ truyền dữ liệu qua Bluetooth chậm hơn nhiều so với WiFi.
• Dễ bị nhiễu: Bluetooth dễ bị nhiễu từ các thiết bị Bluetooth khác cũng như một số thiết bị điện tử.

Ưu điểm của Wi-Fi

• Truyền dữ liệu tốc độ cao: Wifi, với băng thông cao, cho phép tải xuống nhanh chóng, truyền phát và truy cập mạng.
• Tính linh hoạt và tính di động: Người dùng có thể truy cập mạng ở bất kỳ đâu trong vùng phủ sóng tín hiệu không dây và di chuyển xung quanh trong khi vẫn kết nối.
• Dễ dàng để cài đặt: Mạng cục bộ có thể được thiết lập bằng cách cài đặt một hoặc nhiều điểm truy cập bao phủ toàn bộ khu vực.
• Vị trí lỗi dễ dàng: Các thiết bị bị lỗi trên mạng không dây rất dễ nhận biết và thay thế để khôi phục kết nối.

Nhược điểm của Wi-Fi

• đói điện: WiFi sử dụng nhiều năng lượng hơn so với Bluetooth và Xigbee, điều này có thể làm hao pin nhanh hơn.
• Suy giảm tín hiệu: Tường và chướng ngại vật có thể làm suy yếu tín hiệu WiFi, làm giảm kết nối.
• Thiết lập đau đầu: Mạng WiFi yêu cầu mật khẩu, tên, và cấu hình các thiết bị mới có thể cồng kềnh.

Ưu điểm của Zigbee

• Tiêu thụ điện năng cực thấp: Mức tiêu thụ năng lượng được tối ưu hóa của Zigbee cho phép truyền các gói nhỏ một cách hiệu quả.
• Mạng lưới: Thiết bị Zigbee có thể truyền dữ liệu qua khoảng cách xa thông qua các nút mạng lưới trung gian.
• Bảo mật tích hợp: Zigbee bao gồm các giao thức mã hóa và xác thực để giữ an toàn cho dữ liệu trong quá trình truyền.

Nhược điểm của Zigbee

• Tốc độ dữ liệu thấp: Zigbee có tốc độ truyền dữ liệu tối đa thấp hơn nhiều so với WiFi và Bluetooth.
• Hệ sinh thái nhỏ hơn: Có ít thiết bị và nền tảng tương thích hoạt động với Zigbee hơn so với các nền tảng khác.

Các trường hợp sử dụng khác nhau của Bluetooth, Wi-Fi và Zigbee

Bluetooth đã mở rộng từ nguồn gốc là truyền phát âm thanh và truyền dữ liệu không dây để trở thành một công nghệ kết nối IoT quan trọng. Với sự phát triển của mạng lưới BLE và Bluetooth, Bluetooth hiện cho phép liên lạc giữa các thiết bị nhà thông minh, thiết bị đeo và theo dõi thể dục, đèn hiệu vì vị trí trong nhà và điều hướng, cảm biến tự động hóa công nghiệp, và hơn thế nữa. Tuy nhiên, truyền phát âm thanh và truyền dữ liệu tầm ngắn giữa các thiết bị như điện thoại thông minh vẫn là trường hợp sử dụng Bluetooth cốt lõi.

WiFi chủ yếu được sử dụng cho mạng cục bộ không dây để cung cấp kết nối Internet và truy cập mạng ở các địa điểm như gia đình, văn phòng, và các điểm nóng công cộng. Với băng thông và tốc độ dữ liệu cao, WiFi hoạt động tốt để truyền phát video, các cuộc gọi thoại, tải tập tin lớn, và các ứng dụng thông lượng cao khác. Tuy nhiên, nhu cầu năng lượng cao hạn chế sự phù hợp của nó đối với các thiết bị IoT chạy bằng pin. Trong khi mạng WiFi có thể phủ sóng toàn bộ tòa nhà, phạm vi của một bộ định tuyến bị hạn chế. Vẫn, dành cho các ứng dụng IoT cục bộ cần truyền lượng lớn dữ liệu mà không bị hạn chế về nguồn điện, WiFi vẫn là sự lựa chọn tuyệt vời, đặc biệt với tốc độ ngày càng tăng của các tiêu chuẩn mới như WiFi 6.

Zigbee được tối ưu hóa cho năng lượng thấp, hệ thống giám sát và kiểm soát tốc độ dữ liệu thấp. Với khả năng kết nối mạng lưới của nó, Zigbee thường được sử dụng cho tự động hóa gia đình, kết nối các thiết bị như đèn thông minh, bộ điều nhiệt, ổ khóa, và các thiết bị khác cần liên lạc cục bộ mà không cần băng thông cao. Giao thức này cũng được sử dụng trong các mạng cảm biến và điều khiển công nghiệp yêu cầu liên lạc không dây tầm ngắn.. Tuy nhiên, mạng lưới phù hợp hơn với môi trường cục bộ nơi các nút được phân bố đồng đều, thay vì các cơ sở rộng lớn hoặc phức tạp.

Bluetooth so với WiFi và Zigbee: Chọn gì để kết nối tốt hơn

Để ghép nối thiết bị đơn giản và liên lạc không dây tầm ngắn, Bluetooth là giao thức phù hợp nhất. Với Bluetooth năng lượng thấp, một lượng nhỏ dữ liệu có thể được trao đổi không dây giữa các thiết bị thông minh như thiết bị đeo và điện thoại thông minh ở mức năng lượng rất thấp. Đèn hiệu BLE cũng được sử dụng cho các dịch vụ định vị trong nhà và dựa trên vùng lân cận.

Dành cho các thiết bị nhà thông minh như đèn, ổ khóa, và các thiết bị cần truyền dữ liệu cục bộ mà không cần băng thông cao, Mạng lưới của Zigbee và mức sử dụng điện năng thấp khiến nó trở thành sự lựa chọn tối ưu. Phạm vi phủ sóng của Zigbee lên tới 100m là đủ cho một ngôi nhà trung bình.

WiFi không lý tưởng cho thiết bị nhỏ gọn, thiết bị IoT chạy bằng pin do nhu cầu năng lượng cao hơn. Nhưng đối với các ứng dụng IoT yêu cầu truyền lượng lớn dữ liệu qua mạng không dây cục bộ, WiFi cung cấp tốc độ dữ liệu nhanh cần thiết cho video, tiếng nói, và mạng lưới mạnh mẽ.

Tóm tắt, BLE phù hợp với các thiết bị đeo và đèn hiệu có công suất thấp, Zigbee vượt trội trong lĩnh vực tự động hóa gia đình và công nghiệp, và WiFi hoạt động tốt nhất cho mạng dữ liệu IoT cục bộ thông lượng cao. Considering specific connectivity needs and device constraints helps choose the right protocol and Nhà sản xuất IoT.

Câu hỏi thường gặp về Bluetooth, Wifi, và Zigbee

Q1: Sự khác biệt giữa Bluetooth và WiFi là gì?

Bluetooth được thiết kế để liên lạc không dây tầm ngắn trong khi WiFi cung cấp mạng cục bộ không dây phạm vi dài hơn. Bluetooth sử dụng ít năng lượng hơn nên phù hợp với các thiết bị chạy bằng pin. WiFi cung cấp tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn.

Q2: Bluetooth là gì 5 và nó mang lại những cải tiến gì?

Bluetooth 5 là phiên bản Bluetooth mới nhất. Nó tăng gấp bốn lần phạm vi, tăng gấp đôi tốc độ, và tăng dung lượng tin nhắn quảng bá bằng cách 800% so với Bluetooth 4.2. Điều này cho phép trao đổi dữ liệu nhanh hơn ở khoảng cách xa hơn.

Q3: Ưu điểm của mạng lưới Bluetooth là gì?

Lưới Bluetooth cho phép các thiết bị Bluetooth riêng biệt giao tiếp gián tiếp thông qua các kết nối “lưới”. Điều này mở rộng phạm vi của mạng Bluetooth trong khi vẫn duy trì mức năng lượng thấp và loại bỏ nhu cầu về cổng.

Q4: Zigbee và WiFi có thể hoạt động cùng nhau không?

Đúng, Zigbee và WiFi có thể bổ sung cho nhau trong một mạng. WiFi cung cấp vùng phủ sóng mạng rộng hơn với tốc độ dữ liệu cao trong khi Zigbee cung cấp khả năng kiểm soát năng lượng thấp cho từng thiết bị. Hai giao thức có thể được tích hợp thông qua một trung tâm hoặc cổng.

Q5: Bluetooth so với. WiFi so với. Zigbee: Cái nào tốt hơn cho thiết bị nhà thông minh?

Nhiều thiết bị nhà thông minh tận dụng các tiêu chuẩn không dây khác nhau. Các phụ kiện đơn giản như đèn thông minh có thể sử dụng Zigbee hoặc Bluetooth. Các thiết bị cần băng thông cao hơn như camera an ninh thường sử dụng WiFi. Một số thiết bị hỗ trợ nhiều tiêu chuẩn.