ZigBee Vs. Bluetooth:een use-case met bereikberekeningen

ZigBee, Bluetooth en Bluetooth Low Energy worden vaak omschreven als vergelijkbare netwerkprotocollen. Maar behalve dat ze op dezelfde frequentieband werken, hebben deze draadloze Personal Area Network (PAN)-standaarden meer verschillen dan overeenkomsten. Vandaag zullen we doornemen wat ze zijn, welke applicaties voor elk geschikt zijn en hoe ze verschillen in een specifieke use-case.

Wat is ZigBee?

ZigBee is een mesh-netwerkprotocol. Het is ontworpen om kleine datapakketten over korte afstanden te vervoeren met een laag stroomverbruik. Net als zijn concurrent Z-Wave, draait het op een mesh-topologienetwerk, wat betekent dat informatie van een enkele sensorknoop reist op een web van knooppunten (die elk fungeren als een gegevensbron en een repeater) totdat de transmissie de gateway bereikt.

Het maakt gebruik van een versie van de IEEE (Institute of Electronics and Electronics Engineering) 802.15.4-standaard en wordt als zodanig veel gebruikt in lokale sensordatanetwerken. ZigBee gebruikt de 2,4 GHz ISM-frequentieband - en aangezien dit een wereldwijde standaard is, kunnen de toepassingen ervan vrijwel overal worden gebruikt.

(Het is vermeldenswaard dat ZigBee problemen heeft ondervonden met interoperabiliteit, omdat twee ZigBee-profielen met elkaar kunnen interfereren. Dit artikel van The Verge bevat meer informatie over dat onderwerp.)

ZigBee-toepassingen zijn onder meer domotica, beveiligingssystemen, HVAC-systemen, slimme verlichting en meer.

Wat zijn Bluetooth en Bluetooth Low Energy (LE)?

Bluetooth

Bluetooth is een draadloze technologiestandaard die is gemaakt en gebruikt voor korte afstanden draadloze communicatie. Het werd in 1994 ontwikkeld door telecomgigant Ericsson en wordt nu beheerd door de Bluetooth Special Interests Group (SIG).

Bluetooth is gemaakt om draadloze gegevensoverdracht met apparaten met een zeer kort bereik mogelijk te maken. Daarom denken veel mensen bij deze technologie meteen aan een draadloze headset of draadloos toetsenbord. In technische termen werkt Bluetooth binnen de 2,4 GHz ISM-frequentieband (zoals ZigBee). Datapakketten worden gesplitst en uitgewisseld tussen een van de 79 aangewezen Bluetooth-kanalen, die elk een bandbreedte van 1 MHz hebben.

Bluetooth-toepassingen zijn ideaal voor bestandsoverdracht van apparaat naar apparaat, headsets, luidsprekers en draadloze computertoevoegingen zoals toetsenborden, trackpads en printers.

Bluetooth LE

Bluetooth Low Energy - afgekort Bluetooth LE - werd oorspronkelijk gebrandmerkt als "Bluetooth 4.0" toen het in 2011 werd gemaakt. Het belangrijkste voordeel (en het verschil met "gewone" Bluetooth) is het lage stroomverbruik. Dit is ideaal voor M2M-producten, omdat een enkele batterij met Bluetooth LE in een product tot vijf jaar meegaat.

Bluetooth LE werkt in de 2,4 GHz ISM-band, net als Bluetooth 1.0. Dat gezegd hebbende, Bluetooth LE heeft een zeer korte verbindingstijd (slechts een paar mS) met een hoge gegevenssnelheid (1 Mb/s) en gaat dan in de "slaapmodus" totdat er weer verbinding is.

Bluetooth LE-toepassingen zijn ideaal voor technologie op sensorniveau, apps voor openbaar vervoer en apparaten voor gezondheids- en fitnessbewaking. Vergeleken met Bluetooth is Bluetooth LE wat betreft applicaties nauwer verwant aan ZigBee, omdat het minder duur is dan gewone Bluetooth en weinig stroom verbruikt.

Zie ook:Bluetooth Vs. Bluetooth Low Energy:wat is het verschil?

ZigBee Vs. Bluetooth LE:gebruiksscenario voor wijngaard

Om het verschil tussen ZigBee en Bluetooth Low Energy te illustreren, hebben we deze vergelijkingstabel gemaakt. Stel dat een wijnmaker zijn wijngaarden draadloos wil monitoren om de omgevingsomstandigheden aan te pakken, zodat zijn volgende oogst van Pinot Noir niet vlak of levenloos is. Hieronder hebben we de resultaten uitgesplitst die de wijnmaker kan verwachten. Neem volgens dit voorbeeld aan dat de omgevingssensoren zich op de wijnstokken bevinden en dat de antenne zich op het dak van de persfaciliteit bevindt.

(We hebben Symphony ook in deze tabel opgenomen. Symphony Link is het draadloze protocol dat we hier bij Link Labs voor klanten implementeren.)

(Opmerking:11dB structuurverlies consistent met voortplanting door een 8 "metselwerkblokmuur.)

Op basis van deze zij-aan-zij vergelijking, zult u zien dat de Symphony (veruit) het beste bereik heeft. Dit betekent dat de sensoren op de wijnstokken vele jaren op een enkele batterij zouden kunnen werken en toch informatie over enkele duizenden meters zouden kunnen verzenden. Maar tussen ZigBee en Bluetooth LE komt ZigBee als beste uit de bus - het bereikt een beter bereik voor dit gebruik.