Mạng không dây Sub-GHz là gì?

Với phạm vi hoạt động xa hơn và năng lượng tiêu thụ thấp hơn WiFi hoặc Bluetooth, Sub-GHz là lựa chọn nổi bật cho nhiều ứng dụng IoT.

Trong bài viết này, chúng ta hãy xem xét các khía cạnh khác nhau của mạng không dây Sub-GHz khiến nó nổi bật và cạnh tranh với WiFi và Bluetooth:

Dải tần số vô tuyến thấp hơn
Phạm vi xa hơn
Năng lượng thấp

Điều này đi kèm với một tốc độ truyền chậm hơn.

Tiêu chuẩn được sử dụng cho Sub-GHz là IEEE 802.15.4g

Dải tần

Mạng không dây Sub-GHz hoạt động ở dải tần nhỏ hơn 1 GHz. Một điều cần biết là tần số thực tế là khác nhau ở các khu vực khác nhau trên thế giới. Các quốc gia trên thế giới chủ yếu sử dụng giải tần miễn phí cấp phép 433 Mhz. Không giống như WiFi và Bluetooth, cả hai đều sử dụng cùng băng tần 2,4 GHz ở mọi nơi trên thế giới, các dải tần được sử dụng cho Sub-GHz là khác nhau ở các khu vực khác nhau trên thế giới. Điều này là do các lý do lịch sử xung quanh việc điều chỉnh các dải tần số. Bắc Mỹ và Úc là 915 MHz, châu Âu là 868 MHz, Trung Quốc là 470 MHz và 779 MHz, và Nhật Bản là 426 MHz và 920 MHz.

Băng tần ISM Sub-GHz miễn phí trên thế giới

Phạm vi

Trong các ứng dụng IoT, công nghệ mạng không dây Sub-GHz được sử dụng nhiều hơn wireless 2.4 GHz vì các ưu điểm vượt trội về truyền xa tin cậy, tiêu thụ ít năng lượng và chống nhiễu tốt.

Phạm vi điển hình của một bộ phát WiFi có thể lên đến khoảng 50 mét (150 feet) trong nhà và 100 mét (300 feet) ngoài trời. Bluetooth có phạm vi ngắn hơn và thường sẽ chỉ đi trong nhà khoảng 10 mét (30 feet). Ngược lại, Sub-GHz có thể dễ dàng đạt được vài trăm mét trong nhà và vài km (dặm) ngoài trời, tùy thuộc vào điều kiện.

Sub-GHz có tần số thấp, bước sóng dài nên dễ dàng lan truyền qua các vật cản như tường, cây cối, tòa nhà trong các đô thị và trong nhà máy. Bước sóng dài của Sub-GHz làm cho ít suy hao đường truyền nên truyền đi được xa hơn.

Bảng so sánh Sub-Ghz và 2.4 Ghz

Năng lượng

Sub-GHz sử dụng băng tần hẹp và tốc độ truyền thấp nên tiêu thụ ít năng lượng. Sub-GHz cần tín hiệu năng lượng thấp từ bộ truyền cho cùng một tín hiệu ở bộ nhận nên Sub-GHz phù hợp cho các thiết bị cảm biến IoT dùng pin. Một viên pin có thể cấp năng lượng cho cảm biến Sub-GHz lên tới 10-20 năm. Sub-GHz hoạt động ở dải tần thấp hơn và có rất ít thiết bị wireless hoạt động ở dải tần này nên sẽ chống nhiễu tốt hơn.

Ứng dụng: Cảm biến không dây Sub-GHz

Cảm biến wireless Sub-GHz bao gồm 2 phần chính: phần cảm biến và phần truyền wireless. Phần cảm biến có thể là module cảm biến hoặc các cảm biến hoàn chỉnh. Phần truyền wireless bao gồm mạch xử lý tín hiệu và antena truyền. Phần truyền wireless thường sử dụng pin để cấp năng lượng cho phần truyền và cho cả phần cảm biến.

Bộ thu wireless Sub-GHz gồm ăng ten thu, bộ xử lý tín hiệu và cổng xuất dữ liệu . Mỗi bộ thu wirless có thể kết nối dạng sao với nhiều bộ cảm biến wireless trong vùng phủ sóng của bộ thu. Vùng phủ sóng của bộ thu có thể lên tới vài km khi 2 ăng ten thu và phát nhìn thấy nhau. Khoảng cách truyền sẽ nhỏ hơn nếu có vật cản giữa cảm biến phát và bộ thu wireless. Dữ liệu từ bộ thu wireless có thể kết nối có dây đến PLC, HMI, SCADA, IoT gateway để phục vụ cho việc giám sát, phân tích dữ liệu và lập báo cáo.

Công nghệ Sub-GHz giúp triển khai mạng cảm biến không dây một cách nhanh chóng và đơn giản. Cảm biến không dây đã được cấp nguồn bằng pin và kết nối không dây nên không cần đi cáp tín hiệu hay cấp nguồn gì. Việc triển khai mạng không dây Sub-GHz mang lại ưu điểm vượt trội với các nhà máy, tòa nhà, và cơ sở vật chất đang hoạt động vì không cần phải cắt điện phục vụ thi công kéo cáp tín hiệu và cáp nguồn nên không làm gián đoạn hoạt động của các nhà máy, tòa nhà và cơ sở vật chất. Bên cạnh đó, công nghệ Sub-GHz giúp cho việc vận hành, bảo trì mạng không dây rất dễ dàng và thuận tiện.

Ứng dụng công nghệ mạng không dây Sub-GHz

Các ngành năng lượng, nông nghiệp, y tế, sản xuất và các ngành công nghiệp khác sử dụng mạng cảm biến không dây Sub-GHz như là giải pháp kết nối để gửi dữ liệu định kỳ và khối lượng dữ liệu nhỏ. Mạng cảm biến Sub-GHz phù hợp cho ứng dụng công nghiệp quá trình, tòa nhà, thành phố thông minh (chiếu sáng, đỗ xe, điều khiển giao thông, đọc công tơ năng lượng). Các ứng dung cụ thể bao gồm: mạng năng lượng thông minh, tòa nhà thông minh, giám sát cơ sở vật chất, đồng hồ đo thông minh, đo lường tự động hóa từ xa nhà máy, nông nghiệp thông minh và ngành ngư nghiệp, giám sát tội phạm và thiên tai, nhà thông minh, giám sát người già, trẻ em và người bệnh. Trong ngành nông nghiệp, mạng cảm biến Sub-GHz sử dụng để kết nối các cảm biến về điều kiện không khí, chất lượng nước, thời tiết. Mạng mạng cảm biến Sub-GHz kết nối các cảm biến khói, chuyển động, cảm biến cửa, phát hiện xâm nhập, điều khiển chiếu sáng và điều hòa không khí trong tòa nhà. Ngoài ra, mạng Sub-GHz ứng dụng để giám sát các đồng hồ nước, đồng hồ Gas, đồng hồ điện và đồng hồ nhiệt lượng trong ứng dụng giám sát năng lượng.

Mạng không dây Sub-GHz là gì?