Thiết kế chế tạo thiết bị đầu cuối hỗ trợ liên lạc cứu hộ, cứu nạn sử dụng tòa nhà

Cơng nghệ điện tử ngành quan trọng hàng đầu thời đại công nghiệp 4.0 Hằng năm sản phẩm ứng dụng khoa học công nghệ ngành điện tử lại đời Chúng giúp cho sống cải thiện hơn, tăng suất hiệu làm việc giải việc cấp thiết xã hội Hiện nay, tòa nhà cao tầng cần thiêt bị giúp nhân viên cứu hộ dễ dàng thông báo thông tin người bị nạn (vị trí người chờ cứu) trường hợp tòa nhà gặp cố máy chủ để có biện pháp cứu hộ kịp thời giúp giảm thiểu tối đa thiệt hại người cho tòa nhà Là sinh viên khoa Điện tử trường Đại học Công Nghiệp TP.HCM, với kiến thức học với mong muốn thiết kế hệ thông gồm thiết bị đầu cuối giúp cho việc hỗ trợ cứu hộ nhanh chóng dễ dàng hơn, chúng em lựa chọn đề tài “ Thiết kế chế tạo thiết bị đầu cuối hỗ trợ liên lạc cứu hộ, cứu nạn sử dụng tòa nhà”

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ MÁY TÍNH

TRẦN LÊ MINH HOÀNG -14072511

LÊ TRUNG HẬU - 14055771

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI HỖ TRỢ LIÊN LẠC CỨU

HỘ, CỨU NẠN SỬ DỤNG TRONG CÁC TÒA NHÀ.

DESIGN AND FABRICATION DEVICE SUPPORTED RESCUE CONTACT

INSIDE THE BUILDING

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

TS ONG MẪU DŨNG

NIÊN KHÓA 2014-2018

nghệ mới trong ngành điện tử lại ra đời Chúng giúp cho cuộc sống của chúng tađược cải thiện hơn, tăng năng suất và hiệu quả làm việc cũng như giải quyết nhữngviệc cấp thiết trong xã hội Hiện nay, trong các tòa nhà cao tầng đang rất cần mộtthiêt bị giúp các nhân viên cứu hộ có thể dễ dàng thông báo thông tin về người bịnạn (vị trí người đang chờ cứu) trong trường hợp tòa nhà đang gặp sự cố về máychủ để có các biện pháp cứu hộ kịp thời nhất giúp giảm thiểu tối đa thiệt hại vềngười cho tòa nhà Là sinh viên khoa Điện tử của trường Đại học Công NghiệpTP.HCM, với những kiến thức đã học cùng với mong muốn thiết kế một hệ thônggồm các thiết bị đầu cuối giúp cho việc hỗ trợ cứu hộ nhanh chóng và dễ dàng hơn,chúng em đã lựa chọn đề tài “ Thiết kế và chế tạo thiết bị đầu cuối hỗ trợ liên lạccứu hộ, cứu nạn sử dụng trong các tòa nhà” làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp củamình mình Trong quá trình thực hiện báo cáo của mình, chúng em đã cố gắng hếtsức để hoàn thiện một cách tốt nhất Nhưng với kiến thức và sự hiểu biết có hạn nên

sẽ không tránh khỏi những thiết sót mong các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiếncho đề tài của em có thể hoàn thiện hơn

Sinh viên thực hiện:

Trần Lê Minh Hoàng

Lê Trung Hậu

những kiến thức quý giá cho chúng em Đặc biệt chúng em chân thành cảm ơn thầyOng Mẫu Dũng đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này.Trong quá trình thực hiện đồ án nhóm chúng em gặp không ít khó khăn và thiếusót Nhưng được sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô, đã giúp chúng

em khắc phục được những thiếu sót đó và có thể hoàn thành được đề tài đúng thờihạn, giúp chúng em học tốt hơn

Tuy nhiên do kiến thức chúng em có hạn nên trong quá trình thực hiện đồ án và viếtbáo cáo còn nhiều sai sót Rất mong được ý kiến đánh giá và đóng góp của quý thầy

cô để đồ án này của chúng em được hoàn thiện hơn Một lần nữa chúng em xin chânthành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, Ngày… tháng … .năm 2018

Tp Hồ Chí Minh, Ngày… tháng … .năm 2019 Giáo viên hướng dẫn

Ký Tên

Tp Hồ Chí Minh, Ngày… tháng … .năm 2019 Giáo viên phản biện Ký Tên

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

TÓM TẮT

Với sự phát triển của công nghệ hiện nay, hàng loạt các thiết bị công nghệ ra đời và

đa số chúng hoạt động một cách tự động Chúng giúp con người giải quyết nhiềuvấn đề trong đời sống mà một trong số đó là việc hỗ trợ cứu hộ cứu nạn trong tòanhà cao tầng Ngày nay cuộc sống càng phát triển cơ sở hạ tầng càng hiện đại, cáctòa nhà cao tần xuất hiện ngày một nhiều Chính vì thế công tác cứu hộ cứu nạnngày một quan trọng

Hiện nay đa số nhân viên cứu hộ trong các tòa nhà chỉ được trang bị bộ đàm để liênlạc với bộ phận cứu hộ tòa nhà chính vì thế mà công tác cứu hộ gặp rất nhiều khókhăn do sóng truyền dễ bị nhiễu Mặt khác bộ phận quản lý cũng khó cập nhật tìnhtrạng của tất cả nhân viên do không có một thiết bị nào hỗ trợ Vì những lý do thựctiễn trên mà nhóm quyết định thiết kế và chế tạo một hệ thống bao gồm các thiết bịđầu cuối nhằm hỗ trợ cho việc cứu hộ cứu nạn ở tòa nhà

With the development of today's technology, a wide range of technological devicesare born and most of them operate automatically They help people solve manyproblems in life, one of which is rescue assistance in high buildings Nowadays, themore and more modern infrastructure is developed, the higher-rise buildings appearmore and more So rescue work is important

Currently, most rescue workers in buildings are equipped with radios tocommunicate with the central rescue unit so rescue work is difficult because thewaves are prone to noise wave propagation is not high On the other hand, it isdifficult for managers to update the status of all the employees because there is nosupport for the device For these practical reasons, the team decided to design andmanufacture a system that included terminals to assist with rescue work in thebuilding

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

nạn sử dụng trong các tòa nhà sử dụng giao thức mạng không dây Zigbee ”.

1.2 Tầm quan trọng của đề tài

 Đây là một đề tài nghiên cứu mang tính thực tiễn trong việc vận dụng cáckiến thức đã được học dưới mái trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM vàotrong thực tế

 Về mặt khoa học, đề tài sẽ giúp cho nhóm sinh viên thực hiện hiểu rõ thêm

về Truyền dữ liệu điều khiển và cách điều khiển mạch điện thông qua giaothức mạng không dây Zigbee

 Về mặt thực tiễn, đề tài này có thể áp dụng vào thực tế để giúp đỡ cho cácđội cứu hộ trong tòa thông tin cho máy chủ hoặc câp nhật thông tin từ máychủ một cách nhanh chóng qua đó giảm thiệt hại về người nhiều nhất có thể

1.3 Mục đích của đề tài

Do thời gian thực hiện đề tài có hạn và kiến thức còn hạn chế nên nhóm sinh viênthực hiện đã đưa ra những giới hạn sau:

 Tìm hiểu về giao thức mạng không dây zigbee

 Tìm hiểu phương pháp lập trình cho Atmega328P-PU bằng phần mềmArduino ide

 Điều khiển giao tiếp được 2 thiết bị cầm tay với 1 thiết bị

server

 Mạch phải hoạt động tốt không bị nhiễu

 Mạch phải chạy ổn định trong quá trình làm việc

1.4 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài này chính là:

 Cách thức giao tiếp các thiết bị với nhau

 Tìm hiểu module Zigbee cc2530 V2

 Tìm hiểu module TTL-UART CP2102

 Tìm hiểu vi điều khiển Atmega 328P-PU

 Tìm hiểu màn hình Gphone và các linh kiện khác trong mạch

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Tổng quan về IEEE 802.15.4

Chuẩn giao thức IEEE 802.15.4 được quy định tại tầng vật lý (Physical Layer- PHY) và tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer – DLL) Nó là chuẩn cho giao tiếp trong mạng không dây, năng lượng thấp Các thiết bị trong mạng tự tổ chức thành một mạng nhỏ gọi là mạng cá nhân (Private Area Net – PAN)

IEEE 802.15.4 định nghĩa hai tầng con của tầng DLL – Điều khiển liên kết logic(Logical Link Control – LLC) và Điều khiển truy cập truyền thông (Media AcsessControl – MAC) Tầng MAC định nghĩa việc truy cập tới môi trường chung củanhiều thiết bị bằng cách sử dụng các giao thức thích hợp như là Carrier SenseMultiple Access/ Collision Avoidance – (CSMA/CA), trong khi đó LLC phân phátcác gói dữ liệu tới dịch vụ tương ứng ở tầng mạng (Network Layer – NL)

Tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu trong chuẩn IEEE 802.15.4 định nghĩa đầy đủmôi trường trong việc giao tiếp và các nguyên lý cho việc truy cập môi trường theocác cách thích hợp

Tại tầng vật lý của mô hình OSI, ZigBee căn cứ vào chuẩn IEEE 802.15.4 – 2003

sử dụng công nghệ truyền sóng radio với Offset-Quadrature Phase Shift Keying QPSK) và Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) nâng cao tỷ lệ signal-to-noise.CSMA/CA được sử dụng tại DLL để tránh xung đột Việc kiểm tra sự toàn vẹn dữliệu được thực hiện bằng cách truyền lại và sử dụng ACK tại mỗi node để giảmthiểu khả năng mất dữ liệu

(O-Việc đánh giá độ tin cậy của một mạng được thực hiện nhờ tính toán tỷ lệ noise và năng lượng nhận được tại điểm cuối liên kết

signal-to-Chuẩn IEEE 802.15.4 định nghĩa các dải tần sử dụng khác nhau Tiêu biểu có dảitần số 2.4 GHz được sử dụng cho các thiết bị xây dựng Mạng cục bộ không dây –WLAN ( chuẩn IEEE 802.11) và mạng Bluetooth ( chuẩn IEEE 802.15.1) cũng sửdụng dải tần số này

Chuẩn IEEE 802.15.4 định nghĩa hai loại thiết bị :

• Thiết bị chức năng đầy đủ (Full Function Device) – FFD

• Thiết bị bình thường (Reduced Function Device) – RFD

Sự khác biệt lớn nhất giữa hai loại thiết bị này chính là RFD không có khảnăng khởi động cho một mạng cá nhân (Private Are Network - PAN) Chính vì thếPAN luôn được khởi động bằng FFD Hơn thế nữa, việc giao tiếp trực tiếp chỉ chophép giữa hai thiết bị FFD hoặc giữa một FFD và một RFD, không cho phép giaotiếp giữa các RFD với nhau

Một mạng PAN là một mạng bao gồm các thiết bị trong một khoảng nhỏ Sự kếthợp nhiều mạng PAN là có thể, thậm chí khi các mạng PAN đó sử dụng chung mộttần số Với cấu trúc tự tổ chức, các mạng PAN rất dễ dàng bảo trì và tự sửa lỗi

2.2 Cấu hình mạng theo chuẩn IEEE 802.15.4

Chuẩn IEEE 802.15.4 cung cấp 2 cấu hình mạng cơ bản, mạng hình sao (Star) vàmạng ngang hàng (Peer-to-Peer)

Trong mạng hình sao, một node trung tâm là FFD Node trung tâm sẽ chịu tráchnhiệm đảm bảo giao tiếp giữa các RFD trong mạng Khi một RFD muốn giao tiếpvới một RFD khác trong mạng, nó bắt buộc phải giao tiếp thông qua node trungtâm Mạng cấu hình này sẽ làm quá tải node trung tâm, và khi node trung tâm bịhỏng thì mọi giao tiếp giữa các thiết bị RFD trong mạng sẽ không thực hiện được.Trong mạng ngang hàng, thiết bị FFD sẽ trực tiếp giao tiếp với các thiết bị khác.Giao tiếp giữa các thiết bị RFD là cho phép, lúc này FFD đóng vai trò như một bộ chuyển tiếp Trong mạng này, một thiết bị lỗi có thể được loại bỏ đi bằng cách tăngthêm số hàng xóm trực tiếp Tuy nhiên, với mạng ngang hàng thì việc định tuyếndọc theo mạng là không thể, khả năng duy nhất để giao tiếp thông qua mạng đó là

sử dụng quảng bá, tuy nhiên việc đó sẽ tăng đường truyền trong mạng

2.3 Mạng ZigBee theo chuẩn IEEE 802.15.4

2.3.1 Khái niệm

ZigBee là một giao thức truyền thông bậc cao được phát triển dựa trên chuẩn truyềnthông không dây IEEE 802.15.4, sử dụng tín hiệu radio cho các mạng cá nhân PAN(personal area network) ZigBee thích hợp với những ứng dụng không đòi hỏi tốc

độ truyền dữ liệu quá cao nhưng cần có mức độ bảo mật lớn và thời gian hoạt độngdài Các mạng ad-hoc sử dụng sóng radio tương tự ZigBee đã được thai nghén từnhững năm 1998-1999 khi giới khoa học bắt đầu nhận thấy Wifi và Bluetoothkhông phù hợp cho nhiều ứng dụng công nghiệp Tuy nhiên chỉ đến năm 2004, bộtiêu chuẩn ZigBee mới chính thức được tạo dựng và thông qua bởi tổ chức ZigBeeAlliance.Tên gọi ZigBee lấy cảm hứng từ điệu nhảy theo đường zig-zag của ongmật (honey bee), điệu nhảy này được loài ong sử dụng để trao đổi thông tin vớinhau về vị trí của hoa và nguồn nước

2.3.2 Ưu và nhược điểm của mạng Zigbee

Bảng 1 : Bảng ưu, nhược điểm của ZigBee

• Giá thành thấp

• Tiêu thụ công suất nhỏ

• Kiến trúc mạng linh hoạt

• Được hỗ trợ bởi nhiều công ty

Tên ZIGBEE WIFI BLUTOOTHChuẩn IEEE 802.15.4 802.11a,b,g 802.15.1

Đặc điểm nổi bật Đáng tin cậy, tiết

kiệm năng lượng,giá thành rẻ

Giá rẻ, thuận tiện PHạm vi rộng,

chất lượng tốt

Có thể thấy rằng với những ứng dụng cho nhiều phần tử, yêu cầu độ linh hoạt cao,giá thành thấp, tiêu thụ công suất nhỏ thì dùng Mạng ZigBee là rất phù hợp

2.3.3 Dải tầng trong mạng Zigbee

Tín hiệu truyền trong mạng ZigBee thực chất là tín hiệu radio và được hỗ trợ trongcác dải tần số sau:

Dải 868,3 Mhz: Chỉ một kênh tín hiệu Trong dải này tốc độ truyền là 20kb/s Dải

902 Mhz - 928 Mhz: Có 10 kênh tín hiệu từ 1 - 10 với tốc độ truyền thường là0kb/s Dải 2,4 Ghz - 2,835 Ghz: có 16 kênh tín hiệu từ 11 - 26 với tốc độ truyền 250kb/s

Trong nhiều ứng dụng, người ta hay dùng dải tần 2,4 Ghz - 2,835 Ghz Đây là dảitần phổ biến và được hỗ trợ bởi nhiều thiết bị Hơn nữa với mạng ZigBee, dải tầnnày có tới 16 kênh tín hiệu trong dải (mỗi kênh cách nhau 5MHz tần số) với tốc độtruyền lớn nhất: 250kb/s

Như vậy ta có thể thấy rằng mạng ZigBee đã thừa hưởng những ưu điểm của mạngcảm biến không dây như:

• Độ linh động cao

• Mức tiêu thụ năng lượng thấp

• Bảo mật cao

• Sử dụng như một chuẩn mở

Sở dĩ có thể nói như vậy là do:

• Mạng không dây bản chất là không tin cậy, nguyên nhân là do đặc tính vật lýcủa nó Kim loại, nước, thậm chí cả cơ thể con người cũng có thể là vật cảnsóng hoặc ảnh hưởng tới sóng truyền trong mạng không dây Tránh một thiết

bị không dây để nhận sóng truyền từ một thiết bị là hết sức dễ dàng Chính vìthế, các thiết bị trong mạng ZigBee sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau để làmtăng độ tin cậy của mạng không dây

• Bảo mật trong mạng ZigBee dựa trên thuật toán chuẩn mã hóa cao cấp –AES 128 Sự chứng thực và tính toàn vẹn của thông điệp được cung cấp bởi

1 bộ mã hóa để đảm bảo độ tin cậy giao tiếp giữa hai node trong mạng Ýtưởng của việc này dựa trên một trung tâm xác thực Điển hình cho kiểu thiết

kế này chính là thiết bị ZC (ZigBee Coordinator), nó được thiết kế như mộttrung tâm xác thực thông tin Khi mà khái niệm về trung tâm xác thực được

sử dụng, tất cả khóa cho việc mã hóa thông tin giữa hai thiết bị đều đượccung cấp bới trung tâm xác thực

• Mạng ZigBee được thiết kế và phân phối giống như một chuẩn mở toàn cầu

Nó cung cấp mọi khả năng cho các nhà sản xuất có thể sản xuất các thiết bịdựa trên các đặc tả ZigBee cung cấp với giả rẻ Hơn thế nữa, sự tương thíchgiữa các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau là rất tốt, miễn sao các nhàsản xuất tuân thủ đúng các chuẩn do mạng ZigBee cung cấp Đây là một điều

có lợi cho người tiêu dùng, người tiêu dùng có thể mua giá rẻ, được lựa chọncác sản phẩm của các nhà sản xuất khác nhau mà không cần lo lắng vấn đềtương thích giữa các thiết bị ZigBee của các nhà sản xuất khác nhau

2.4 Cấu trúc mạng Zigbee

2.4.1 Tổng quan

Trong truyền thông, khi thực hiện một giao thức, người ta thường dựa trên một môhình kiến trúc chuẩn Bất kỳ một giao thức truyền thông nào đều có thể qui chiếu tớimột lớp nào đó trong mô hình của kiến trúc tương ứng Trong truyền thông ta đãbiết đến mô hình qui chiếu OSI 7 lớp

Trong mạng ZigBee, người ta cũng định nghĩa một kiến trúc giao tiếp, đó là kiếntrúc ZigBee Có thể hiểu kiến trúc này cũng tương tự như kiến trúc OSI 7 lớp trongtruyền thông công nghiệp

Bảng 3 : Kiến trúc OSI và kiến trúc ZigBee

7 Layer ISO

NetworkData Link

Hình 1: Kiến trúc lớp (hay ngăn xếp - Stack) trong kiến trúc ZigBee

Mạng ZigBee được xây dựng ở trên của hai lớp MAC (Medium Access Control) vàlớp vật lý (PHY) Lớp MAC và lớp PHY được định nghĩa theo chuẩn IEEE802.15.4 dành cho các ứng dụng WPAN (PAN không dây) tốc độ thấp Hai tầngđược đặc tả bởi ZigBee đó là: Tầng Mạng (Network Layer – NL) và Tầng ỨngDụng (Application Layer – AL)

Tầng mạng chịu trách nhiệm trong việc phân phối gói tin, quảng bá mạng Dựa trênchức năng thì ta có thể chia tầng mạng thành 2 phần đó là Thực thể quản lý tầngmạng - Network Layer Management Entity - NLME và Thực thể dữ liệu tầng mạng( - Network Layer Data Entity – NLDE) NLDE sẽ cung cấp cơ chế cần thiết đểchuyển đổi dữ liệu Mặt khác NLME giám sát, quản lý các vấn đề được NLDE cungcấp và các cơ chế trong tầng mạng ví dụ như giám sát việc định tuyến…

ZigBee Device Object (ZDO) và ZigBee Application Profile (ZAP), được xây dựngtrên tầng ứng dụng ZAP phù hợp với các thông điệp, định dạng thông điệp và quátrình thực thi, nó sẽ cung cấp, đảm bảo sự tương thích giữa các thiết bị Một thiết bịZigBee sẽ được khởi tạo bằng cách sử dụng chức năng cơ bản của ZDO, hơn thếnữa các chức năng quản lý cũng được thực thi bởi các ZDO

Hình 2: Mô hình tầng Zigbee cơ bản

Hình trên cho ta cái nhìn tổng quan về mô hình tầng ZigBee Nó mô tả liên kết giữaZDO – ZAP cũng như giữa NLME – NLDE Hơn thế nữa, bằng cách sử dụng môhình được định nghĩa bởi tầng mạng và tầng ứng dụng, hai tầng trong ZigBee đã cóthể trao đổi thông tin với nhau

2.5 Thành phần và quy trình thiết lập một mạng Zigbee

2.5.1 Thành phần một mạng Zigbee

Một mạng kiểu ZigBee gồm có 3 loại thiết bị:

• ZC (Zigbee Coordinator): đây là thiết bị gốc có khả năng quyết định kết cấumạng, quy định cách đánh địa chỉ và lưu giữ bảng địa chỉ Mỗi mạng chỉ có duynhất một Coordinator và nó cũng là thành phần duy nhất có thể truyền thông vớicác mạng khác

• ZR (Zigbee Router): có các chức năng định tuyến trung gian truyền dữ liệu,phát hiện và lập bản đồ các nút xung quanh, theo dõi, điều khiển, thu thập dữ liệunhư nút bình thường Các router thường ở trạng thái hoạt động (active mode) đểtruyền thông với các thành phần khác của mạng

• ZED (Zigbee End Devide): các nút này chỉ truyền thông với Coordinatorhoặc Router ở gần nó, chúng được coi như điểm cuối của mạng và chỉ có nhiệm

vụ hoạt động/đọc thông tin từ các thành phần vật lý ZED có kết cấu đơn giản vàthường ở trạng thái nghỉ (sleep mode) để tiết kiệm năng lượng Chúng chỉ được

“đánh thức” khi cần nhận hoặc gửi một thông điệp nào đó

Các thiết bị này thường được chia làm 2 loại là FFD (Full Function Device) và RFD(Reduced Function Device) Trong đó FFD có thể hoạt động như một Coordinator,Router hoặc End Device, còn RFD chỉ có thể đóng vai trò End Device trong mộtmạng ZigBee

2.5.2 Quy trình thiết lập một mạng Zigbee

- Quét mạng (Network Scan): Các thiết bị trong mạng sẽ quét các kênh tín hiệu, ví

dụ nếu dùng dải tần 2,4GHz thì sẽ có 16 kênh để quét, sau đó thiết bị sẽ chọn kênhphù hợp nhất để giao tiếp trong mạng Ta gọi đó là sự chiếm chỗ (ocupacy)

- Thiết lập/Gia nhập mạng: Thiết bị có thể tạo ra một mạng trên một kênh hoặc gianhập vào một mạng đã tồn tại sẵn

- Phát hiện thiết bị: Thiết bị sẽ yêu cầu mạng phát hiện ra địa chỉ của mình trên cáckênh được kích hoạt

- Phát hiện dịch vụ: Thiết bị quét các dịch vụ được hỗ trợ trên thiết bị trong phạm vimạng

- Liên kết: Thiết bị giao tiếp với nhau thông qua các lệnh và các tin nhắn điều khiển

2.6 Mô hình mạng Zigbee

Chuẩn ZigBee có 3 cấu hình mạng cơ bản, tùy vào từng ứng dụng cụ thể

mà người ta thiết lập mạng theo các cấu hình khác nhau:

2.6.1 Mạng hình sao (Star Network)

Mạng chỉ có Coordinator (ZC) và các End Device (ZED) Khi ZC được kích hoạtlần đầu tiên nó sẽ trở thành bộ điều phối mạng PAN Mỗi mạng hình sao có PAN IDriêng để hoạt động độc lập Mạng chỉ có một ZC duy nhất kết nối với các FFD vàRFD khác ZED không truyền trực tiếp dữ liệu cho nhau

Hình 3: Mạng hình sao

2.6.2 Mạng hình lưới (Mesh Network)

Mạng hình lưới có ưu điểm là cho phép truyền thông liên tục và có khả năng tự xácđịnh lại cấu hình xung quanh đường đi bị che chắn bằng cách nhảy từ nút này sangnút khác cho đến khi thiết lập được kết nối Mỗi nút trong lưới đều có khả năng kếtnối và định tuyến giao thông với các nút lân cận

Đặc điểm: hình thành tương tự như mạng hình sao, song trong mạng này có thêm sựxuất hiện của ZR ZR đóng vai trò định tuyến dữ liệu, mở rộng mạng và nó cũng cókhả năng điều khiển, thu thập số liệu như một nút bình thường

Hình 4: Mạng hình lưới

2.6.3 Mạng hình cây (Cluster Tree Topology)

Cấu trúc này là một dạng đặc biệt của cấu trúc hình lưới, trong đó đa

số thiết bị là FFD và một RFD có thể kết nối vào mạng như một nútrời rạc ở điểm cuối của nhánh cây Bất kì một FFD nào cũng có thểhoạt động như một coordinator, cung cấp tín hiệu đồng bộ cho các

thiết bị và các coordinator khác Vì thế mà cấu trúc mạng kiểu này

có qui mô phủ sóng và khả năng mở rộng cao Trong loại cấu hìnhmạng này, mặc dù có thể có nhiều coordinator nhưng chỉ có duynhất một bộ điều phối mạng PAN (PAN coordinator)

Hình 5: Mạng hình cây

2.7 Một số ứng dụng của mạng ZigBee

Như đã nói ở trên: Mạng ZigBee rất phù hợp với những ứng dụng yêu cầu giá thànhthấp, tiêu thụ năng lượng nhỏ và tính linh động tốt Vì vậy ngày nay ZigBee được dùng vào rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống như: Các hệ chiếu sáng thông minh, HVAC, Công nghiệp, cảm biến không dây, bệnh viện

Hình 6 : Các ứng dụng trong mạng cảm biến ZigBee