Tổng quan về các giao thức kết nối nhà thông minh phổ biến

Hiện nay nhà thông minh ngày càng phát triển và không còn quá xa lạ với mọi người. Nhà thông minh là nhà được trang bị các thiết bị điện, điện tử được điều khiển một cách tự động hoặc bán tự động. Người dùng có thể giao tiếp với hệ thống này thông qua ứng dụng từ các hãng. Trên điện thoại di động, máy tính bảng hoặc giao diện web.

Tuy nhiên để các thiết bị trong nhà thông minh có thể giao tiếp với nhau. Cần có một giao thức kết nối riêng biệt cho mỗi thiết bị. Vậy các giao thức kết nối đó là gì thì chúng ta sẽ tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

1. Giao thức Z – Wave

Sóng Z – Wave là giao thức kết nối không dây sử dụng tần số vô tuyến để giao tiếp với các thiết bị. Với mức tiêu thụ năng lượng, điện năng thấp giúp tiết kiệm chi phí khi sử dụng lâu dài. Z – Wave chạy trên băng tần 908,42 MHz. Đây là băng tần thấp hơn nhiều so với các băng tần phổ biến 2,4 GHz. Nên tín hiệu ít nhiễu hơn so với Wifi, Bluetooth, Zigbee.

Giao thức này có thể tương thích với hơn 1200 thiết bị nhà thông minh. Người dùng có thể sử dụng chung bất kỳ thiết bị nào sử dụng giao thức Z-wave để giao tiếp. Qua đó giúp người dùng có thêm nhiều lựa chọn thiết bị cho ngôi nhà của mình trở nên thông minh hơn.

2. Giao thức Zigbee

Cũng tương tự như giao thức Z – Wave, Zigbee là giao thức không dây sử dụng tần số tiêu chuẩn IEEE 802.15.14. Hoạt động trên các băng tần 2.4 GHz, 900 MHz, 868 MHz. 

Zigbee sử dụng cấu trúc mạng lưới cung cấp khả năng giao tiếp và liên lạc khá nhanh trong phạm vi xa. Một hub trung tâm có khả năng cung cấp năng lượng cho các thiết bị nhà thông minh.

Giao thức Zigbee khá phổ biến trong thị trường nhà thông minh với những ưu điểm về khả năng kết nối. Bạn có thể lựa chọn nhiều hãng thiết bị thông minh sử dụng giao thức Zigbee trong ngôi nhà. Tuy nhiên, sử dụng các thiết bị khác hãng cùng giao thức Zigbee. Không có nghĩa là các thiết bị khác hãng sẽ tương thích với nhau về Zigbee. Vì vậy, mỗi nhà sản xuất khác nhau quá trình hoạt động giao thức Zigbee cũng sẽ khác nhau.

Zigbee là công nghệ tiêu thụ ít điện năng, chi phí thấp, các thiết bị chạy bằng pin trong mạng Zigbee có tuổi thọ cao.

3. Giao thức Wifi

Wifi (Wireless Fidelity) là hệ thống truy cập internet không dây. Loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng truyền hình, điện thoại, radio,…

Ngày nay mạng Wifi đã có mặt khắp mọi nơi với băng tần cao. Vì vậy, các thiết bị thông minh ra đời tận dụng giao thức kết nối này để thiết lập kết nối giữa các thiết bị thông minh. Dựa trên khả năng kết nối giữa các băng tần Wifi (2.4Ghz và 5Ghz) khoảng cách kết nối lên đến 20m.

Với ưu điểm kết nối dễ dàng trên với mạng wifi. Tuy nhiên, hầu như những hãng thiết bị thông minh như Yeelight, Aqara, Nanoleaf… Đều yêu cầu kết nối bằng Wifi 2.4Ghz. Vì thế, người dùng cần kiểm tra Wifi đúng chuẩn được hãng yêu cầu hay chưa khi kết nối thiết bị.

Một vấn đề đối với mạng Wifi đó là vấn đề nhiễu và băng thông. Nếu nhà của bạn có nhiều thiết bị kết nối Wifi như: Tivi, điện thoại, máy tính bảng,… Thì các thiết bị thông minh sẽ phải cạnh tranh băng thông và có thể phản hồi chậm. Ngoài ra, khả năng tiêu hao năng lượng lớn các thiết bị thông minh chạy bằng pin như khóa và cảm biến. Sẽ cạn kiệt nhanh hơn nhiều so với các môi trường không dây khác.

4. Giao thức Bluetooth

Bluetooth là sự trao đổi dữ liệu không dây tầm gần của các thiết bị điện tử. Công nghệ này hỗ trợ việc truyền tải dữ liệu qua các khoảng cách ngắn. Giữa các thiết bị thông minh đến thiết bị điều khiển như điện thoại, máy tính bảng..

Bluetooth sử dụng sóng radio tần số 2.4GHz. Tuy sử dụng cùng tần số với công nghệ Wifi nhưng chúng không hề xung đột với nhau. Vì Bluetooth sử dụng tần số có bước sóng ngắn hơn.

Khả năng tương thích này với các thiết bị thông minh hoạt động khá trơn tru khi người dùng có thể kết nối bất kỳ thiết bị Bluetooth dễ dàng. Khả năng tiết kiệm năng lượng của Bluetooth được đánh giá cao hơn so với các giao thức khác.

Tuy nhiên mặt hạn chế của Bluetooth là vấn đề về khoảng cách. Các thiết bị sẽ mất kết nối nếu di chuyển ra xa khỏi tầm khả dụng.

5. Giao thức Thread

Thread là một giao thức kết nối mạng không dây dựa trên IPv6 (Internet Protocol version 6). Được thiết kế cho các thiết bị Internet of things công suất thấp trong mạng lưới không dây IEEE 802.15.4-2006. Đây là kết nối không dây tiện lợi, ổn định. Cho phép các thiết bị trong nhà tương thích với nhau nhằm duy trì liên lạc. Mà không phụ thuộc vào thiết bị trung gian.

Thread cung cấp mạng an toàn, tự phục hồi và tiết kiệm điện năng đáng tin cậy. Giúp cho người dùng dễ dàng kết nối hơn 250 thiết bị trong nhà với nhau.

6. Giao thức Matter

Matter là tiêu chuẩn cho nhà thông minh được phát triển bởi Liên minh Tiêu chuẩn Kết nối (CSA). Được sự ủng hộ của hàng trăm công ty lớn như Google, Apple, Amazon, Phillips, Samsung…, Matter hứa hẹn sẽ tạo một bước đột phá mới cho các sản phẩm thông minh. Các thiết bị được chứng nhận Matter từ các nhà sản xuất sẽ hoạt động cùng nhau một cách dễ dàng.

Ưu điểm của Matter là thay vì sử dụng tất cả thiết bị trong một hệ sinh thái nhất định. Người dùng có thể sử dụng sản phẩm của bất kỳ hãng nào miễn là nó có hỗ trợ Matter. Giao thức này cung cấp và hỗ trợ trên nhiều kênh kết nối khác nhau như: Stream, Bluetooth, Wifi, Internet… Vì vậy, người dùng có thể điều khiển ngay cả khi thiết bị đó không được kết nối với Internet.

7. Giao thức Zigbee Direct

Zigbee Direct là bản cập nhật của Zigbee kết hợp giao thức này với Bluetooth Low Energy (BLE). Tương tự như Thread, Zigbee Direct không cần hub trung tâm. Mà sẽ được kết nối với điện thoại, máy tính bảng,.. trực tiếp qua Bluetooth. Do đó, chỉ cần thiết bị được nâng cấp lên Zigbee Direct là đủ để giao tiếp toàn bộ mạng Zigbee. Sau khi được kết nối với Zigbee Direct thiết bị hoạt động như một hub trung tâm. Và phát tín hiệu cho các sản phẩm Zigbee khác.

Việc kết hợp hai công nghệ được sử dụng rộng rãi là Zigbee và Bluetooth. Làm cho IoT dễ tiếp cận hơn đối với người dùng và giải quyết các nhu cầu mới nổi của khách hàng về sự thuận tiện và tự động hóa.

Bảng so sánh dựa trên những thông tin chính xác từ những công nghệ kết nối trong những năm vừa qua, Giao thức Matter và Zigbee Direct sẽ được bổ sung và cập nhật thông sau trong thời gian tới. 

Hy vọng qua bài viết này, bạn sẽ có một cái nhìn tổng quan về những giao thức kết nối của nhà thông minh. Từ đó có thể lựa chọn một giao thức chung cho những thiết bị thông minh cho ngôi nhà của mình.