Zigbee là gì? Ưu, nhược điểm và tại sao nên dùng cho smart home

Zigbee là gì? Công nghệ hoạt động ra sao?

Zigbee là một tiêu chuẩn kết nối không dây toàn cầu, được thiết kế đặc biệt cho các thiết bị IoT tiêu thụ điện năng thấp. Không giống Wi-Fi, sức mạnh của Zigbee nằm ở khả năng tạo ra một mạng lưới (mesh network) ổn định, nơi các thiết bị có thể giao tiếp với nhau, tự mở rộng phạm vi phủ sóng và hoạt động mượt mà mà không làm ảnh hưởng đến mạng Wi-Fi của bạn. Với tần số 2.4GHz và băng thông 250kbps, Zigbee hoàn toàn đủ để xử lý các tác vụ điều khiển thông minh mà không tiêu hao nhiều năng lượng. Bạn có thể tham khảo Vân tay siêu âm là gì? Tại sao nên dùng trong khoá cửa điện tử tại dây.

Hãy tưởng tượng mạng Wi-Fi nhà bạn giống như một người phát thanh viên (router) đang cố gắng hét thật to để mọi người trong một sân vận động rộng lớn đều nghe thấy. Những người ở xa chắc chắn sẽ nghe không rõ hoặc không nghe được gì.

Ngược lại, mạng Zigbee hoạt động giống như một chuỗi người ngồi gần nhau và thì thầm truyền tin. Người đầu tiên nói với người thứ hai, người thứ hai nói với người thứ ba, và cứ thế thông tin được chuyển đi một cách chính xác đến người cuối cùng. Mỗi "người" trong chuỗi này không chỉ nhận tin mà còn là một trạm chuyển tiếp tin.

Trong thế giới Zigbee, các thiết bị dùng điện trực tiếp (như bóng đèn thông minh, ổ cắm, công tắc) chính là những "người truyền tin" đó. Chúng tạo thành một mạng lưới dày đặc, tự động tìm đường đi tốt nhất cho tín hiệu và tự phục hồi nếu một điểm trong mạng gặp sự cố. Đây chính là ưu điểm vượt trội giúp hệ thống Zigbee cực kỳ ổn định.

Zigbee Gateway là gì?

Zigbee Gateway (còn gọi là trung tâm điều khiển) là thiết bị kết nối mạng Zigbee với mạng Internet hoặc mạng nội bộ, cho phép người dùng điều khiển các thiết bị Zigbee từ xa thông qua ứng dụng trên điện thoại hoặc máy tính.​

Vai trò của Zigbee Gateway:

• Kết nối các thiết bị Zigbee với Internet.​

• Quản lý và điều phối hoạt động của các thiết bị trong mạng Zigbee.​

• Cung cấp giao diện người dùng để điều khiển và giám sát thiết bị.​

Một số Zigbee Gateway phổ biến trên thị trường bao gồm:​

• Bộ Gateway Zigbee Aqara M2

• Hub Zigbee Philips Hue Bridge

• Bộ Gateway Zigbee Sonoff ZBBridge

Hub Zigbee là gì? Khác gì với Zigbee Gateway?

Hub Zigbee chính là Zigbee Coordinator. Nó là một thiết bị phần cứng bắt buộc phải có. Hãy xem nó như một phiên dịch viên tài ba. Các thiết bị Zigbee nói "tiếng Zigbee", còn điện thoại và router của bạn nói "tiếng Wi-Fi/IP". Hub Zigbee đứng ở giữa, lắng nghe và dịch hai ngôn ngữ này cho nhau, đảm bảo mọi thứ hoạt động trơn tru.. Hub Zigbee và Zigbee Gateway thường được sử dụng thay thế cho nhau, nhưng có một số điểm khác biệt:​

• Zigbee Gateway: Thiết bị kết nối mạng Zigbee với Internet, cho phép điều khiển từ xa.​

• Hub Zigbee: Thiết bị trung tâm kết nối và điều phối các thiết bị Zigbee trong mạng nội bộ, có thể hoặc không kết nối với Internet.​

Tùy vào nhu cầu sử dụng, người dùng có thể lựa chọn thiết bị phù hợp để xây dựng hệ thống nhà thông minh hiệu quả.​

Lợi ích khi có Hub Zigbee:

• Giảm tải cho mạng Wi-Fi: Thay vì 50 thiết bị thông minh cùng "đòi" kết nối Wi-Fi, giờ đây chỉ có 1 Hub kết nối vào mạng Wi-Fi, còn 50 thiết bị kia sẽ giao tiếp với Hub qua sóng Zigbee riêng.

• Hoạt động không cần Internet: Các kịch bản tự động hóa nội bộ (ví dụ: cảm biến chuyển động bật đèn) được xử lý ngay tại Hub. Do đó, dù nhà bạn mất mạng, các tự động hóa này vẫn hoạt động bình thường, không bị gián đoạn.

• Phản hồi tức thì: Vì các thiết bị giao tiếp trực tiếp trong một mạng cục bộ, độ trễ gần như bằng không. Bạn bấm nút là đèn sáng ngay lập tức.

RF4CE Zigbee là gì?

RF4CE (Radio Frequency for Consumer Electronics) là một biến thể của Zigbee, được thiết kế đặc biệt cho các thiết bị điều khiển từ xa trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng. RF4CE sử dụng tần số vô tuyến để truyền tín hiệu, thay thế cho các công nghệ hồng ngoại truyền thống, mang lại nhiều lợi ích như:​

• Không cần hướng trực tiếp giữa điều khiển và thiết bị.​

• Khả năng truyền tín hiệu qua vật cản.​

• Tốc độ phản hồi nhanh và ổn định.​

RF4CE thường được sử dụng trong các thiết bị như TV, đầu phát đa phương tiện và hệ thống âm thanh.​

USB Zigbee là gì?

USB Zigbee là thiết bị dạng USB dongle, cho phép máy tính hoặc thiết bị khác có cổng USB giao tiếp với mạng Zigbee. Bằng cách sử dụng USB Zigbee, người dùng có thể biến PC hoặc Raspberry Pi thành trung tâm điều khiển nhà thông minh, sử dụng các phần mềm như Home Assistant hoặc OpenHAB.​

>>> Tin hot: Công nghệ nhận diện khuôn mặt: Vì sao nên dùng trong khoá cửa điện tử

Một số USB Zigbee phổ biến:

• USB Zigbee CC2531

• USB Zigbee CC2652

• USB Zigbee Sonoff ZBDongle

Việc sử dụng USB Zigbee giúp tiết kiệm chi phí và linh hoạt trong việc xây dựng hệ thống nhà thông minh tùy chỉnh.​

Zigbee Module là gì?

Zigbee Module là các mô-đun tích hợp sẵn chip Zigbee, được sử dụng trong việc phát triển và sản xuất các thiết bị IoT. Chúng cho phép các nhà phát triển dễ dàng tích hợp khả năng kết nối Zigbee vào sản phẩm của mình.​

Một số Zigbee Module phổ biến:

• Module Zigbee E18-MS1PA1-PCB

• Module Zigbee CC2530

• Module Zigbee CC2652

Zigbee Module thường được sử dụng trong các thiết bị như cảm biến nhiệt độ, cảm biến chuyển động, công tắc thông minh, khóa cửa thông minh và các thiết bị điều khiển khác.​

Zigbee 3.0 và Tuya Zigbee Là Gì? Những Khái Niệm Phổ Biến

Khi tìm hiểu sâu hơn, bạn sẽ gặp hai thuật ngữ này rất thường xuyên.

Zigbee 3.0 là gì?

Zigbee 3.0 là phiên bản mới nhất và hợp nhất của giao thức Zigbee. Trước đây, có nhiều phiên bản Zigbee khác nhau (Zigbee Light Link cho đèn, Zigbee Home Automation cho tự động hóa...). Điều này gây ra sự phân mảnh, khiến thiết bị của hãng này khó hoạt động với hub của hãng khác.

Zigbee 3.0 ra đời để giải quyết vấn đề đó, tạo ra một ngôn ngữ chung duy nhất. Về lý thuyết, mọi thiết bị đạt chứng nhận Zigbee 3.0 đều có thể giao tiếp với nhau, mang lại sự linh hoạt tối đa cho người dùng.

Tuya Zigbee là gì?

Tuya là một công ty cung cấp nền tảng nhà thông minh (platform) toàn cầu. Họ không tự sản xuất phần cứng cuối mà cung cấp giải pháp (chip, firmware, cloud, app) cho hàng ngàn nhà sản xuất khác.

Tuya Zigbee đơn giản là các thiết bị thông minh sử dụng chip Zigbee và hoạt động trên nền tảng của Tuya. Ưu điểm lớn nhất của hệ sinh thái này là sự đa dạng về sản phẩm, giá cả cực kỳ cạnh tranh và tất cả đều có thể được điều khiển chung qua một ứng dụng duy nhất là "Tuya Smart" hoặc "Smart Life". Đây là lựa chọn rất phổ biến tại Việt Nam và nhiều nước trên thế giới.

Ưu và nhược điểm của công nghệ Zigbee là gì?

Zigbee nổi bật với khả năng tiêu thụ năng lượng thấp, mạng lưới mesh ổn định và khả năng mở rộng vượt trội. Tuy nhiên, công nghệ này cũng tồn tại những giới hạn về tốc độ truyền dữ liệu và phạm vi kết nối. Cùng khám phá ưu – nhược điểm của Zigbee chi tiết hơn ngay sau đây.

Ưu điểm nổi bật của Zigbee

Tiết kiệm năng lượng vượt trội:

Zigbee được thiết kế đặc biệt cho các thiết bị tiêu thụ năng lượng thấp. Nhờ cơ chế hoạt động dựa trên chế độ ngủ sâu, các thiết bị Zigbee chỉ tiêu thụ năng lượng khi truyền hoặc nhận dữ liệu. Điều này cho phép các thiết bị như cảm biến hoạt động trong thời gian dài, thậm chí lên đến vài năm, chỉ với 2 viên pin AA.

Mạng lưới mesh linh hoạt và ổn định:

Zigbee sử dụng cấu trúc mạng mesh, nơi mỗi thiết bị đóng vai trò như một nút trong mạng, có khả năng truyền tiếp dữ liệu đến các thiết bị khác. Điều này giúp mở rộng phạm vi phủ sóng và tăng độ tin cậy của mạng, ngay cả khi một số thiết bị gặp sự cố.

Độ trễ thấp và phản hồi nhanh:

Với tốc độ truyền dữ liệu lên đến 250 kbps, Zigbee đảm bảo độ trễ thấp, cho phép các thiết bị phản hồi gần như tức thì khi nhận lệnh điều khiển. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu phản hồi nhanh như hệ thống chiếu sáng hoặc an ninh.

Bảo mật cao:

Zigbee tích hợp mã hóa AES-128 bit, một tiêu chuẩn bảo mật cao được sử dụng trong các ứng dụng ngân hàng và chính phủ. Ngoài ra, mỗi thiết bị Zigbee được xác thực trước khi tham gia vào mạng, tăng cường bảo vệ chống lại các truy cập trái phép.

Khả năng tương thích cao:

Zigbee được hỗ trợ bởi nhiều nền tảng nhà thông minh phổ biến như Tuya, Xiaomi Home, Apple HomeKit và Google Home. Điều này giúp người dùng dễ dàng tích hợp và điều khiển các thiết bị từ nhiều thương hiệu khác nhau trong một hệ sinh thái thống nhất.

Nhược điểm cần lưu ý

Phạm vi truyền tín hiệu hạn chế:

Zigbee hoạt động hiệu quả trong phạm vi khoảng 10–20 mét trong nhà. Tuy nhiên, tín hiệu có thể bị suy giảm khi gặp vật cản như tường bê tông hoặc kim loại. Để mở rộng phạm vi phủ sóng, cần sử dụng thêm các thiết bị trung gian như Zigbee Repeater.

Yêu cầu bộ điều khiển trung tâm (Hub):

Hầu hết các thiết bị Zigbee cần một bộ điều khiển trung tâm (Hub) để hoạt động và quản lý mạng lưới. Việc này có thể làm tăng chi phí và độ phức tạp khi thiết lập hệ thống nhà thông minh.

Tốc độ truyền dữ liệu thấp:

Zigbee được thiết kế cho các ứng dụng truyền dữ liệu với tốc độ thấp. Do đó, nó không phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu băng thông cao như truyền video hoặc âm thanh chất lượng cao.

Khả năng tương thích giữa các thiết bị:

Mặc dù Zigbee là một tiêu chuẩn mở, nhưng một số nhà sản xuất sử dụng phiên bản tùy chỉnh của Zigbee, dẫn đến tình trạng không tương thích giữa các thiết bị từ các thương hiệu khác nhau. Điều này có thể gây khó khăn khi mở rộng hoặc nâng cấp hệ thống nhà thông minh

Zigbee dùng cho thiết bị nào? Các ứng dụng thực tế trong đời sống

Zigbee không chỉ là lý thuyết mà đã trở thành xương sống trong hệ sinh thái nhà thông minh hiện đại. Dưới đây là các ứng dụng phổ biến nhất hiện nay.

• Khóa cửa vân tay thông minh: Như Kaadas S500, Xiaomi S50F có tích hợp Zigbee giúp người dùng quản lý từ xa, lưu lịch sử mở khóa.

• Đèn chiếu sáng: Philips Hue sử dụng Zigbee để điều chỉnh độ sáng và màu sắc qua app.

• Cảm biến an ninh: Cảm biến chuyển động, cảm biến mở cửa, báo khói đều kết nối với nhau qua Zigbee.

• Công tắc thông minh: Giúp điều khiển thiết bị điện mà không cần thay đổi hạ tầng điện hiện tại.

• Rèm cửa tự động: Rèm tích hợp Zigbee có thể hẹn giờ hoặc điều khiển qua giọng nói.

Zigbee khác gì so với Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave?

Nhiều người mới bắt đầu dễ nhầm lẫn zigbee là gì với các chuẩn không dây khác như Wifi, Bluetooth, Z-Wave. Dưới đây là điểm khác biệt quan trọng giúp phân biệt.

Công nghệ	Ưu điểm	Nhược điểm
Zigbee	- Tiêu thụ điện năng cực thấp - Phù hợp cho thiết bị nhỏ, hoạt động dài ngày	- Tốc độ truyền dữ liệu thấp hơn Wi-Fi - Cần hub trung gian khi so với Bluetooth
Wi-Fi	- Tốc độ truyền dữ liệu nhanh - Phổ biến, dễ triển khai	- Tiêu thụ điện năng cao - Không tối ưu cho cảm biến nhỏ gọn
Bluetooth	- Tối ưu cho truyền âm thanh - Kết nối nhanh các thiết bị cá nhân	- Phạm vi ngắn - Không phù hợp cho mạng thiết bị cố định, quy mô lớn
Z-Wave	- Mạng mesh ổn định - Tần số thấp (868MHz) ít nhiễu sóng	- Ít phổ biến hơn Zigbee - Thiết bị đắt hơn, ít đa dạng hơn

Ứng dụng công nghệ Zigbee trong khóa cửa điện tử

Dù chỉ mới xuất hiện nhưng công nghệ Zigbee đã trở thành một phần quan trọng trong việc phát triển các khóa cửa điện tử thông minh, mang lại nhiều lợi ích về kết nối, bảo mật và tiện ích cho người dùng.​

Kết nối linh hoạt và ổn định

Zigbee cho phép các khóa cửa điện tử kết nối với các thiết bị khác trong hệ sinh thái nhà thông minh, như cảm biến, camera an ninh và hệ thống chiếu sáng. Nhờ vào cấu trúc mạng lưới (mesh), tín hiệu có thể được truyền qua nhiều thiết bị trung gian, đảm bảo kết nối ổn định ngay cả khi một số thiết bị gặp sự cố.​

Điều khiển từ xa và tích hợp với trợ lý ảo

Với Zigbee, người dùng có thể điều khiển khóa cửa từ xa thông qua các ứng dụng trên điện thoại thông minh hoặc tích hợp với các trợ lý ảo như Amazon Alexa, Google Assistant và Apple Siri. Điều này cho phép mở hoặc khóa cửa bằng giọng nói hoặc thông qua các lệnh tự động hóa.​

Tăng cường bảo mật và quản lý truy cập

Khóa cửa điện tử sử dụng Zigbee thường hỗ trợ nhiều phương thức mở khóa như vân tay, mã PIN, thẻ NFC và chìa khóa cơ. Người dùng có thể thiết lập mã truy cập tạm thời cho khách hoặc nhân viên dịch vụ, và theo dõi lịch sử mở khóa để đảm bảo an ninh.​

Tiết kiệm năng lượng

Zigbee được thiết kế để tiêu thụ năng lượng thấp, giúp kéo dài tuổi thọ pin của khóa cửa điện tử. Điều này đặc biệt hữu ích cho các thiết bị không dây, giảm tần suất thay pin và bảo trì.​

Một số mẫu khóa cửa điện tử phổ biến sử dụng Zigbee

• Aqara Smart Door Lock A100 Zigbee: Hỗ trợ 9 phương thức mở khóa, bao gồm vân tay, mã PIN, thẻ NFC và điều khiển qua ứng dụng. Tương thích với Apple HomeKit và Google Assistant.

• Yale Assure Lock SL with Zigbee: Khóa cảm ứng không cần chìa, cho phép điều khiển từ xa và tích hợp với các hệ thống nhà thông minh như Xfinity Home.

• Khóa cửa thông minh Tuya WL07: khóa cửa vân tay thông minh cho phép tùy chọn kết nối Zigbee hoặc wifi

• Kwikset Smart Locks with Home Connect: Cung cấp khả năng kiểm soát truy cập từ xa, tạo mã truy cập cho khách và tích hợp với các hệ thống tự động hóa gia đình.

• Khóa điện tử Hafele DL7100: Khả năng tích hợp với hệ thống nhà thông minh Hafele bằng module sóng Zigbee để mở và quản lý khóa từ xa phù hợp với xu hướng công nghệ 4.0.

Việc tích hợp Zigbee vào khóa cửa điện tử không chỉ nâng cao tính năng và tiện ích mà còn góp phần xây dựng một hệ thống nhà thông minh an toàn và hiệu quả.​

Mua thiết bị Zigbee cần lưu ý gì?

Không phải thiết bị nào có sóng không dây cũng dùng chung được. Dưới đây là những lưu ý thực tế khi chọn mua thiết bị Zigbee.

• Kiểm tra có cần hub không: Một số thiết bị Zigbee chỉ hoạt động khi có trung tâm điều khiển.

• Đọc kỹ hỗ trợ app: Ưu tiên thiết bị hỗ trợ Tuya, Google Home, Home Assistant...

• Tương thích giữa các thương hiệu: Không phải thiết bị nào cũng liên kết với nhau – nên mua cùng một hệ sinh thái.

• Chọn thương hiệu uy tín: Đảm bảo phần mềm ổn định, có bảo hành rõ ràng.

Zigbee đang dần khẳng định vai trò then chốt trong hệ sinh thái nhà thông minh hiện đại, đặc biệt trong lĩnh vực khóa cửa điện tử. Với khả năng tiết kiệm năng lượng, kết nối ổn định và bảo mật cao, đầu tư vào thiết bị Zigbee là bước tiến vững chắc cho ngôi nhà của bạn.

Nếu bạn đang tìm kiếm các mẫu khóa cửa điện tử tích hợp công nghệ Zigbee chất lượng, hãy để lại tin nhắn hoặc liên hệ ngay với PTU qua số hotline: 0813.222.258 . Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi sẽ liên hệ và tư vấn sớm nhất!

>> Tham khảo ngay

• Pin khoá cửa thông minh gồm những loại nào? Khi nào cần thay pin
• Cách thay pin khóa cửa vân tay tại nhà: Đơn giản, không làm hỏng khóa