Tài liệu Nghiên cứu, thiết kế khối truyền dữ liệu không dây dựa trên công nghệ zigbee ứng dụng trong lĩnh vực IoT: Công nghệ thông tin
Đ. X. Ước, H. Đ. Thắng, T. T. Kiên, “Nghiên cứu, thiết kế trong lĩnh vực IoT.” 150
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ KHỐI TRUYỀN DỮ LIỆU
KHÔNG DÂY DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ ZIGBEE
ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC IoT
Đào Xuân Ước*, Hoàng Đình Thắng, Thái Trung Kiên
Tóm tắt: Những năm gần đây, IoT đang trở thành xu hướng của thời đại, làm cho
cuộc sống của con người trở nên tiện lợi và dễ dàng hơn. Bài báo này tập trung thiết
kế chế tạo module truyền dữ liệu không dây trựa trên các chip Zigbee, với mục tiêu
làm chủ công nghệ thiết kế chế tạo. Module truyền dữ liệu tự thiết kế chế tạo sẽ được
so sánh với các sản phẩm thương mại trên thị trường. Kết quả so sánh cho thấy chất
lượng là tương đương và có thể ứng dụng vào thực tế. Bên cạnh đó, kết quả sẽ được
áp dụng để chế tạo thiết bị đo nhiệt độ ẩm trong phòng sử dụng công nghệ Zigbee-
một trong những công nghệ truyền dữ liệu không dây được ứng dụng nhiều trong
lĩnh vực IoT.
Từ khóa: Công nghệ không dây; Công nghệ Zig...
9 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 372 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu, thiết kế khối truyền dữ liệu không dây dựa trên công nghệ zigbee ứng dụng trong lĩnh vực IoT, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Công nghệ thông tin
Đ. X. Ước, H. Đ. Thắng, T. T. Kiên, “Nghiên cứu, thiết kế trong lĩnh vực IoT.” 150
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ KHỐI TRUYỀN DỮ LIỆU
KHÔNG DÂY DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ ZIGBEE
ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC IoT
Đào Xuân Ước*, Hoàng Đình Thắng, Thái Trung Kiên
Tóm tắt: Những năm gần đây, IoT đang trở thành xu hướng của thời đại, làm cho
cuộc sống của con người trở nên tiện lợi và dễ dàng hơn. Bài báo này tập trung thiết
kế chế tạo module truyền dữ liệu không dây trựa trên các chip Zigbee, với mục tiêu
làm chủ công nghệ thiết kế chế tạo. Module truyền dữ liệu tự thiết kế chế tạo sẽ được
so sánh với các sản phẩm thương mại trên thị trường. Kết quả so sánh cho thấy chất
lượng là tương đương và có thể ứng dụng vào thực tế. Bên cạnh đó, kết quả sẽ được
áp dụng để chế tạo thiết bị đo nhiệt độ ẩm trong phòng sử dụng công nghệ Zigbee-
một trong những công nghệ truyền dữ liệu không dây được ứng dụng nhiều trong
lĩnh vực IoT.
Từ khóa: Công nghệ không dây; Công nghệ Zigbee; Zigbee.
1. LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay cuộc cách mạng công nghệ 4.0 đang là xu thế của thời đại, nó len lỏi
đến mọi ngóc ngách trên toàn cầu. Một trong những yếu tố cốt lõi của Kỹ thuật số
trong CMCN 4.0 là Vạn vật kết nối - Internet of Things (IoT). Internet of Things là
một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định
danh của riêng mình. Tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua
một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người,
hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây,
công nghệ vi cơ điện tử và Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả
năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công
việc nào đó.
Trong lĩnh vực IoT, nhiều ứng dụng yêu cầu các mạng truyền thông không
dây không có tốc độ truyền cao nhưng đáng tin cậy, mạnh mẽ (tự phục hồi), dễ
triển khai và vận hành. Điều quan trọng là thiết bị của các mạng như vậy cho
phép hoạt động lâu dài từ các nguồn năng lượng có sẵn, có chi phí thấp và nhỏ
gọn (có thể chỉ là một pin AA bình thường). Một ví dụ về một ứng dụng như vậy
là "nhà thông minh". Một trong số những mạng không dây đáp ứng được những
yêu cầu trên là Zigbee.
2. TÍNH CẦN THIẾT VÀ XU HƯỚNG DÙNG ZIGBEE
TRONG KẾT NỐI KHÔNG DÂY CHO IOT
2.1. Giới thiệu về Zigbee
Công nghệ Zigbee được xây dựng trên tiêu chuẩn 802.15.4 của tổ chức IEEE [1].
Tiêu chuẩn 802.15.4 này sử dụng tín hiệu radio có tần sóng ngắn, và cấu trúc của
chuẩn 802.15.4 có 2 tầng là tầng vật lý và tầng MAC (Medicum Access Control).
Nhờ khả năng truyền dữ liệu không dây ở khoảng cách xa, dữ liệu truyền ổn
định, tiêu thụ năng lượng thấp, công nghệ mở đã giúp ZigBee trở nên phổ biến cho
các ứng dụng IoT, đặc biệt là ứng dụng trong các dự án nhà thông minh hiện nay.
ZigBee có kiến trúc nhiều tầng như chuẩn 802.15.4, là có tầng vật lý và tầng
MAC, hoạt động ở 1 trong 3 dải tầng sóng: Dải 915MHz cho khu vực Bắc Mỹ,
Thông tin
Tạp chí Nghi
dải 868 MHzcho Châu Âu, Nhật, dải 2.4GHz cho các n
Vi
liệu có thể đạt tới 250kbps. Trong khi đó dải 868 MHz chỉ có 1 k
tốc độ đ
động tr
đặc, hay trong v
đảm bảo hoạt động li
lư
mang CSMA (Carrier Sense Multiple Access) đư
truy
kho
trong cùng h
2.2. Mô hình m
cây. M
trư
đều đ
sự mở rộng.
đư
m
nút trong m
thông liên t
ệt Nam.
Ở dải 2.4GHz, có đến 16 k
Th
ợng tiếp nhận v
ền, v
Tín hi
ảng cách có thể xa h
ZigBee có ba
ờng hợp khác nhau.
Hình sao (Star
Hình cây (Cluster network) (
ợc li
ở rộng cao, tăng khoảng cách v
Hình l
ên kh
ực
ỗi dạng h
a.
ược kết nối với nút trung tâm n
ên k
khoa h
ường truyền dữ liệu có thể đạt tới 20kbps. Nh
tế cho thấy hệ thống có thể hoạt động trong môi tr
à tránh đư
ệu công nghệ ZigBee có thể truyền xa đến 75m tính từ trạm phát, v
Hình sao
ư
ên c
ắp to
ệ thống.
Zigbee Coordinator (ZC)
Zigbee Router (ZR)
Zigbee End Device (ZED)
ết với nhau theo
ới (Mesh network) (
ạng l
ục giữa các điểm nút với nhau v
ọc công nghệ
ứu KH&CN
àn c
ùng mà có nhi
à đánh giá
ạng Z
d
ình
network) (
ư
ợc những va chạm trong đ
ạng h
ới đều có khả năng kết nối với nút khác, nó cho phép truy
ầu, m
ên t
igbee
đều có những
Trong l
quân s
ục
ơn r
ình m
Hình 1.
ặc d
. Đ
kênh rõ ràng. Công ngh
ất nhiều nếu đ
Hình 1.a
mô hình gi
ự,
ênh tín hi
ù
ều đ
ó là nh
ạng đ
ớp mạ
Hình 1.c
Số Đặc san
ở các dải tầng sóng khác nhau.
Mô hình m
Hình 1.b
à quy mô c
ường truyền khác l
ược hỗ trợ: dạng h
ưu đi
ng Zigbee cho phép ba
b.
) G
ày, m
ờ sự đánh giá chất l
Hình cây
ống một cái dễ cây, mạng n
) M
ệu khác nhau
ư
ểm ri
ồm một nút trung tâm, tất cả các nút khác
ạng h
) G
CNTT
ường truyền.
ợc tiếp tục phát từ nút li
ạng Zigbee.
ồm một nút trung tâm, các nút khác
ủa hệ thống.
ạng h
à b
êng và
ình sao b
ền vững. Nếu có sự tác động cản
, 04
ợc sử dụng để xác định thời điểm
ình l
- 20
ệ đa truy cập nhận biết sóng
ư
19
và t
ư th
àm nhi
ình sao, hình l
đư
ị hạn chế khoảng cách v
ới có tính tin cậy cao, mỗi
ư
ốc độ đ
ế các ti
ượng, sự phát hiện năng
ợc ứng dụng trong các
ki
ớc khác, trong đó có
ư
ễu th
ểu thiết bị
ờng có dữ liệu d
c.
ường truyền dữ
ênh tín hi
êu chu
ì h
ên k
Hình l
ày có kh
ệ thống vẫn
ư
ẩn sẽ hoạt
ết tiếp theo
ới, v
:
ưới
à hình
ả năng
151
ệu v
à
ày
à
à
ền
Công nghệ thông tin
Đ. X. Ước, H. Đ. Thắng, T. T. Kiên, “Nghiên cứu, thiết kế trong lĩnh vực IoT.” 152
trở, hệ thống có khả năng tự xác định lại cấu hình bằng cách nhảy từ nút này sang
nút khác.
2.3. Cấu trúc mạng Zigbee
Ngoài 2 tầng vật lý và tầng MAC xác định bởi tiêu chuẩn 802.15.4, tiêu chuẩn
ZigBee còn có thêm các tầng trên của hệ thống bao gồm: tầng mạng, tầng hỗ trợ
ứng dụng, tầng đối tượng thiết bị và các đối tượng ứng dụng.
Hình 2. Cấu trúc mạng Zigbee [2].
Tầng vật lý (PHY): có trách nhiệm điều biến, hoàn điều biến và gói tín hiệu
vào không gian đồng thời giữ cho việc truyền tín hiệu được mạnh trong môi
trường nhiễu.
Tầng MAC: sử dụng như công nghệ đa truy cập nhận biết sóng mang để xác định
hình dạng đường truyền để tránh va chạm xác định và xác định hình dạng mạng.
Tầng mạng (NWK): là 1 tầng phức tạp của ZigBee, giúp tìm, kết nối mạng và mở
rộng hình dạng từ chuẩn 802.15.4 lên dạng lưới. Tầng này xác định đường truyền lên
ZigBee, xác định địa chỉ ZigBee thay vì địa chỉ tầng MAC bên dưới.
Tầng hỗ trợ ứng dụng (APS): là tầng kết nối với tầng mạng và là nơi cài đặt những
ứng dụng cần cho ZigBee, giúp lọc bớt các gói dữ liệu trùng lắp từ tầng mạng.
Tầng đối tượng thiết bị (ZDO): có trách nhiệm quản lý các thiết bị, định hình
tầng hỗ trợ ứng dụng và tầng mạng, cho phép thiết bị tìm kiếm, quản lý các yêu
cầu và xác định trạng thái của thiết bị.
Tầng các đối tượng ứng dụng người dùng (APO): là tầng mà ở đây người dùng
tiếp xúc với thiết bị, tầng này cho phép người dùng có thể tuỳ biến thêm ứng dụng
vào hệ thống.
2.4. Tính năng của Zigbee
Nhờ cấu trúc liên kết mạng lưới và sử dụng các thuật toán định tuyến đặc biệt,
mạng ZigBee cung cấp khả năng tự phục hồi và phân phối gói tin trong trường hợp
mất kết nối giữa các nút riêng lẻ (tắc nghẽn), quá tải hoặc thất bại của một số yếu
Thông tin khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 04 - 2019 153
tố. Khi một thiết bị mất kết nối, các tuyến thay thế vẫn còn, cho phép toàn bộ hệ
thống luôn trực tuyến. Tốc độ "Gross" là 250 kbp/s. Tốc độ truyền dữ liệu trung
bình, tùy thuộc vào tải mạng và số lượng truyền lại, là từ 5 đến 40 kbit/s.
Trong phạm vi giải tần từ 2,4- 2,8GHz, Zigbee có 16 kênh 5 MHz.
Các thiết bị ZigBee có mức tiêu thụ điện năng thấp (khoảng 150 mA khi gửi gói
tin), đặc biệt là các thiết bị đầu cuối có chế độ "ngủ" chỉ tiêu tốn vài micro Ampe,
cho phép các thiết bị này hoạt động đến hàng năm từ một pin AA thông thường và
thậm chí với pin AAA.
Mạng ZigBee dễ dàng triển khai và mở rộng dễ dàng bằng cách gắn các thiết bị
bổ sung.
Các thiết bị ZigBee nhỏ gọn và tương đối rẻ tiền. Các module Zigbee khá nhỏ
gọn, dễ dàng tích hợp vào các thiết bị IoT.
Khoảng cách giữa các máy trạm mạng là hàng chục mét trong nhà và hàng trăm
mét ngoài trời.
2.5. So sánh Zigbee với Wifi và Bluetooth
Bảng 1. Bảng so sánh Zigbee với buletooth, wifi và GSM [5], [7].
Zigbee
802.15,4
Bluetooth
802.15.1
Wifi
802.11b
GPRS/GSM
1XRTT/CDMA
Ứng dụng Giám sát và
điều khiển
Thay thế cáp
kết nối
Web, Video,
Email WAN, Voice/ Data
Tài nguyên hệ
thống 28 kbytes 250 kbytes 1 Mbytes+ 1 Mbytes+
Số lượng node
kết nối 255 8 30 1000
Tốc độ
(kbytes/sec) 250 1K 11K+ 64-128
Khoảng cách
kết nối
(meters)
10-100 1-10 1-100 1000+
2.6. Thực trạng module Zigbee được bán và xây dựng sẵn trên thị trường
Hiện nay, không khó để tìm kiếm một module Zigbee được bán trên thị trường
với giá thành khá rẻ (150.000 đ – 250.000 đ) với module xuất xứ Trung Quốc, và
với module chính hãng thì giá thành khá cao (23-30$ với 1 module chính hãng của
Ti trên trang web Mouser). Với module có xuất xứ Trung Quốc, chất lượng sản
phẩm không cao, độ an toàn và bảo mật thông tin không được đảm bảo.
Hơn nữa, những module Zigbee có sẵn trên thị trường có kích thước và hình
dạng cố định, gây khó khăn trong việc thiết kế các ứng dụng IoT nhỏ gọn.
Từ thực trạng trên cho thấy, cần thiết làm chủ được công nghệ Zigbee, có thể dễ
dàng tích hợp vào các ứng dụng IoT, và làm giảm giá thành của sản phẩm.
3. NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MODULE CẢM BIẾN
NHIỆT ĐỘ - ĐỘ ẨM SỬ DỤNG KẾT NỐI ZIGBEE
Học hỏi, làm chủ toàn bộ thiết kế, để dễ dàng ứng dụng vào các thiết bị truyền
nhận không dây, có thể tùy chỉnh vào từng thiết bị cụ thể, làm giảm giá thành của
sản phẩm là mục tiêu chính của nghiên cứu này.
Công nghệ thông tin
Đ. X. Ước, H. Đ. Thắng, T. T. Kiên, “Nghiên cứu, thiết kế trong lĩnh vực IoT.” 154
3.1. Lựa chọn IC cho module zigbee
Hiện nay, Liên minh Zigbee (Zigbee alliance) đang thực sự lớn mạnh với hơn
400 tổ chức, thành viên. Kỹ thuật truyền thông không dây Zigbee ra đời dưới sự
giám sát và bảo trợ của hơn 150 nhà sản xuất linh kiện hàng đầu thế giới. Rất nhiều
nhà sản xuất đã đưa ra các IC chức năng phù hợp với tiêu chuẩn Zigbee [2] mà
Liên minh Zigbee đưa ra. Dưới đây là một số nhà sản xuất tiêu biểu nhất:
Atmel
Atmel cung cấp vi điều khiển và các sản phẩm liên quan khác được sử dụng
trong điện toán di động, điện tử công nghiệp và ô tô, và các thiết bị liên lạc.
Atmel cung cấp các giải pháp không dây được chứng nhận bởi IEEE 802.15.4
ZigBee. Giải pháp ZigBee của công ty cung cấp giải pháp chip đơn, thu phát và
mô-đun. BitCloud ZigBee PRO của công ty được sử dụng trong các ứng dụng
chiếu sáng bao gồm chấn lưu huỳnh quang, chấn lưu HID, chấn lưu LED và điều
khiển ánh sáng.
NXP Semiconductors
NXP Semiconductors cung cấp bộ điều khiển vi mô 32 bit (MCU) và các sản
phẩm IEEE802.15.4 bao gồm bộ vi điều khiển không dây JN51xx, năng lượng
thông minh ZigBee, liên kết ánh sáng, tự động hóa nhà và điều khiển từ xa. Sản
phẩm ZigBee của công ty được sử dụng trong các ứng dụng tự động hóa tại nhà và
xây dựng, mạng cảm biến không dây, quản lý tài sản, chăm sóc sức khỏe, điều
khiển từ xa, bảo mật và cảm biến thu năng lượng và công tắc.
Texas Instruments (TI)
Texas Instruments cung cấp các bộ vi xử lý như bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số và
bộ vi xử lý ứng dụng, bộ vi điều khiển và các sản phẩm kết nối cho các thiết bị
điện tử để kết nối và truyền dữ liệu. Các sản phẩm kết nối hỗ trợ nhiều công nghệ
không dây như Bluetooth, Wi-Fi, GPS và các tiêu chuẩn mạng không dây công
suất thấp như ZigBee.
Trong đó, hãng TI có diễn đàn hỗ trợ và hỗ trợ trực tuyến mạnh mẽ. Dòng IC
CC2530 đã được hãng đưa ra và khá phổ biến trên thị trường. CC2530 [3] là một
dạng IC system on chip (SoC) có chức năng phù hợp với chuẩn IEEE 802.15.4.
Vì vậy, với các ứng dụng IoT nhỏ, ta hoàn toàn có thể sử dụng IC CC2530 vừa
như một IC trung tâm, vừa làm nhiệm vụ thu phát với chuẩn Zigbee. Zigbee
CC2530 kết hợp hiệu suất tuyệt vời của bộ thu phát RF hàng đầu với MCU 8051
được cải tiến, bộ nhớ flash có thể lập trình trong hệ thống, RAM 8 KB và nhiều
tính năng mạnh mẽ khác. Đó là những lý do cho sự lựa chọn IC Ti-CC2530 cho
thiết kế Zigbee.
3.2. Thiết kế module Zigbe dựa trên chip TI-CC2530
a. Thiết kế antenna PCB 2.4GHz
Đây là kiểu antenna F đảo ngược (Inverted F Antenna – IFA) được uốn khúc.
Antenna này được thiết kế phù hợp với trở kháng 50 ohm tại 2.4 GHz. Mục tiêu là
đạt được độ phản xạ nhỏ hơn -10 dB trên băng tần ISM 2,4 GHz, để đảm bảo rằng
hơn 90% công suất có sẵn được phân phối tới antenna.
Thông tin
Tạp chí Nghi
b.
đi kèm v
CC2592 c
on chip) nên không c
trong trư
Designer.
Thi
Module c
Module này s
Module c
M
ết kế module cảm biến nhiệt độ
ột
Đi dây có ít l
Đi dây l
Đư
H
Gi
Không đư
Sau khi thi
khoa h
ới module Zigbee sử dụng IC CC2530 v
ủa nh
ờng hợp mất điện.
số l
ờng tín hiệu không n
ạn chế đ
ữa tụ bypass nguồn của IC không n
ên c
ảm biến nhiệt độ, độ ẩm đ
ưu
ọc công nghệ
ứu KH&CN
à s
ảm biến nhiệt độ, độ ẩm đ
ý trong thi
ớn h
Hình 3.
ản xuất
ử dụng nguồn 5V qua cổng microUSB k
ường tín hiệu bẻ góc 90 độ, nếu có th
ợc đi dây d
ết kế, phủ mass GND to
ần
ỗ xuy
ơn v
ph
ới đ
quân s
Cấu tạo antenna 2.4GHz
Texas Instruments (TI)
ải sử dụng th
ết kế:
ên Via nh
Hình 4.
ường nguồn v
ưới thạch anh dao động.
ự,
ên ch
Số Đặc san
ất.
, đ
Sơ đ
ạy song song với đ
ộ ẩm sử dụng công nghệ
ược tích hợp một cảm biến nhiệt độ, độ ẩm
êm b
à nh
ư
ồ khối kết nối
àn m
CNTT
ất k
ợc thiết kế tr
ỏ h
ên đi xuyên via mà h
ạch l
ì m
ơn v
, 04
(Đơn v
. CC2530 là m
ột IC xử lý n
à vi
- 20
à m
.
ới đ
ư
ì hãy làm m
ệc l
19
ị mm)
ột IC khuếch đại tín hiệu
ư
ờng nguồn để tránh nhiễu.
èm theo m
ên ph
ờng tín hiệu.
àm c
ần thiết.
[6]
Zigbee
ột IC SOC (system
ào khác.
ư
ãy
.
ần mềm Altium
ợt nó.
đi via
L1
L2
L3
L4
L5
L6
W1
W2
D1
D2
ột pin 3.7V
ở sau tụ.
3.94
2.70
5.00
2.64
2.00
4.90
0.90
0.50
0.50
1.40
155
156
truy
chuyên d
dụng hai module Zigbee mua sẵn tr
đồng module tự thiết kế, trong đó một module l
dụng module tự thiết kế v
cách khác nhau và trong cùng m
cư
phòng h
Đ
ền dữ liệu không dây không hề đ
ờng độ tín hiệu thu “
Kết quả đo đ
Kho
ể khảo sát v
ảng cách (m)
ụng đắt đỏ v
ội tr
10
Đ. X. Ư
Hình 5.
ư
1
5
ờng.
ư
a.
à đánh giá chính xác ch
ợc ghi lại trong bảng sau:
ớc, H. Đ. Thắng, T. T. Ki
Mạch nguy
Module c
à c
4. KH
ồng kềnh. Do thời gian v
à m
SmartRF Studio
S
Trung bình
Trung bình
ố lần
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
ên lý
ảm biến nhiệt độ, độ ẩm
ẢO SÁT V
ột module Zigbee c
ột môi tr
ên th
ất l
ơn gi
ên, “
À ĐÁNH GIÁ
ư
ị tr
” do TI h
Bả
Module t
Nghiên c
ợng v
ản, cần nhiều thời gian v
ư
ường. B
ng 2
ờng với cấu trúc phần cứng t
àm thi
.
Cư
-
-
-
-
-
-29,4
-
-
-
-
-
-41,6
-
-
-
à tính
à kinh
òn l
Kết quả khả
ờng độ tín hiệu thu (Db)
ự sản xuất
31
29
28
29
30
43
41
41
41
42
50
49
49
ứu, thiết kế trong lĩnh vực I
ại phát tín hiệu ở các k
ài báo s
ỗ trợ, môi tr
sử
ổn định của một sản phẩm
ết bị thu tín hiệu, sau đó sử
dụng Z
phí h
ử dụng phần mềm đo
o sát module Z
Công ngh
b.
igbee
ạn chế, b
ư
Module bán s
Module
ờng đo l
.
à các thi
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
ệ thông tin
ài báo s
29
28
27
30
31
29
42
40
41
41
41
41
48
49
46
ho
à trong
igbee
o
ết bị
ương
ảng
ẵn
T.”
ử
.
Thông tin khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 04 - 2019 157
4 -47 -47
5 -47 -49
Trung bình -48,4 -47,8
20
1 -55 -53
2 -53 -54
3 -55 -55
4 -54 -54
5 -55 -53
Trung bình -54,4 -53,8
30
1 -64 -63
2 -65 -62
3 -64 -65
4 -63 -65
5 -65 -63
Trung bình -64,2 -63,6
Đánh giá:
Thực tế đánh giá, module tự thiết kế và module mua sẵn có chất lượng tương
đương nhau. Tuy nhiên module tự thiết kế phát tín hiệu còn kém hơn module bán
sẵn trên thị trường. Nguyên nhân: Do hạn chế về thiết bị và kinh phí nên module tự
thiết kế sử dụng linh kiện chưa thực sự tốt, board mạch hai lớp có chất lượng trung
bình, nên kích thước antenna chưa hoàn toàn chính xác, chưa cách ly tốt giữa
đường tín hiệu và đường nguồn.
5. KẾT LUẬN
Bài báo trình bày hoàn chỉnh về một thiết kế module Zigbee ứng dụng trong
công nghệ IoT. Module Zigbee tự thiết kế có chất lượng tương đương những
module bán sẵn trên thị trường. Với chất lượng mạch và linh kiện tốt, module
Zigbee tự thiết kế hoàn toàn có khả năng thu – phát tốt hơn, sánh ngang với các sản
phẩm hiện có trên thị trường. Đặc biệt, khi làm chủ được thiết kế, có thể mềm dẻo
ứng dụng vào các thiết bị không dây trong lĩnh vực IoT và làm giảm giá thành của
sản phẩm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. “IEEE std. 802.15.4 – 2006: Wireless Medium Access Control (MAC) and
Physical Layer (PHY) Specifications for Low Rate Wireless Personal Area
Networks (WPANs)”, (
2006.html)
[2]. “ZigBee Standard Specification”,
[3]. (https://www.zigbee.org/download/standards-zigbee-specification/)
[4]. “CC2530: Second Generation System-on-Chip Solution for 2.4 GHz IEEE
802.15.4 / RF4CE / ZigBee Data Sheet”,
[5]. (
[6]. Павел ИльИн, Олег Пушкарев, “СС2530 - новый ZigBee-трансивер для
широкого спектра применений”, КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ (№
10) 2009, стр. 98-100.
[7]. WiFi, Bluetooth или Zigbee – какой стандарт лучше?
Công nghệ thông tin
Đ. X. Ước, H. Đ. Thắng, T. T. Kiên, “Nghiên cứu, thiết kế trong lĩnh vực IoT.” 158
[8]. (
luchshe).
[9]. “Small Size 2.4 GHz PCB antenna”,
[10]. (
[11]. Дмитрий Панфилов, Михаил Соколов, “Введение в беспроводную
технологию zigbee стандарта 802.15.4”, ЭЛЕКТРОННЫЕ
КОМПОНЕНТЫ (№ 12) 2004, стр. 73-79.
ABSTRACT
RESEARCH, DESIGN OF WIRELESS DATA TRANSMISSION
BASED ON ZIGBEE TECHNOLOGY APPLICABLE IN IoT
In recent years, IoT is becoming a trend of the era, making people's lives more
convenient and easier. This article focuses on designing and manufacturing wireless data
transfer modules on Zigbee chips, with the goal of mastering manufacturing design
technology. Self-designed data transfer modules will be compared with commercial products
on the market. The comparison results show that quality is equivalent and can be applied in
practice. In addition, the results will be applied to the manufacture of room temperature
humidity measuring devices using Zigbee technology - one of the wireless data transfer
technologies widely used in the field of IoT.
Keywords: Wireless technology; Zigbee Technology; Zigbee.
Nhận bài ngày 28 tháng 11 năm 2018
Hoàn thiện ngày 29 tháng 02 năm 2019
Chấp nhận đăng ngày 25 tháng 3 năm 2019
Địa chỉ: Viện Công nghệ thông tin, Viện KH-CNQS.
* Email: daoxuanuoc@gmail.com.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 19_uoc_278_2150165.pdf