SaigonTech Vault
Loại: knowledge-doc 2026-09-29 active #wiki-import

SmartHome

  • Nhà thông minh (tiếng Anh: home automation, domotics, smart home hoặc Intellihome) là kiểu nhà được lắp đặt các thiết bị điện, điện tử có thể được điều khiển hoặc tự động hoá hoặc bán tự động. Thay thế con người trong thực hiện một hoặc một số thao tác quản lý, điều khiển. Hệ thống điện tử này giao tiếp với người dùng thông qua bảng điện tử đặt trong nhà, ứng dụng trên điện thoại di động, máy tính bảng hoặc một giao diện web.

  • Trong Smarthome, mọi nơi sẽ được kiểm soát bằng các thiết bị điện tử. Chúng sẽ sử dụng các cách giao tiếp riêng đề hiểu nhau như: Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, Wifi, Matter, KNX,… Và người điều khiển sẽ là bạn qua điện thoại hay giọng nói.

Zigbee

zigbee01

Zigbee là ngôn ngữ không dây, dùng để kết nối các thiết bị lại với nhau.

Zigbee được phát triển trên nền tảng tiêu chuẩn IEEE 802.15.4

Zigbee: một giải pháp tuyệt vời trong ứng dụng điều khiển giám sát không dây. Zigbee có thể đáp ứng được các ứng dụng yêu cầu cao, phức tạp, khắc phục được các mặt hạn chế của các công nghệ truyền thông không dây khác như:

  • Khả năng kết nối rộng, mở rộng nút mạng lên tới 65.000 nút
  • Tiết kiệm năng lượng, công suất tiêu thụ thấp
  • Truyền thông với độ bảo mật tin cậy cao
  • Kết nối hệ thống nhanh
  • Hoạt động ổn định, chống nhiễu tốt: Zigbee được ứng dụng đầu tiên trong công nghiệp, đây là môi trường cần đòi hỏi tính ổn định cao, khả năng kháng nhiễu tốt

Giải tần Zigbee phân chia khác nhau ở các khu vực:

Khu vực bắc mỹ: 915Mhz
Khu vực châu Âu, Nhật: 868Mhz
Khu vực khác: 2.4Ghz

Các thành phần chính trong mạng Zigbee

Phân loại theo chức năng

FFD (Full Function Device): là những thiết bị hỗ trợ đầy đủ các chức năng theo chuẩn IEEE 802.15.4 và có thể đảm nhận nhiều vai trò trong mạng.

RFD (Reduce Function Device): là những thiết bị bị giới hạn một số chức năng, chỉ giao tiếp được với FFDs, áp dụng cho các ứng dụng đơn giản.

Phân loại theo vai trò trong mạng

  1. Thiết bị điều phối trung tâm – Zigbee Coordinator (ZC)

  2. Trong 1 mạng Zigbee, chỉ có một và duy nhất 1 Coordinator

  3. Thiết lập mạng, địa chỉ mạng
  4. Định tuyến đường truyền nếu trong mạng lưới (Mesh)
  5. Là gốc của Tree nếu trong mạng hình cây (Tree)
  6. Luôn hoạt động

  7. Là thiết bị FFD

  8. Thiết bị Router – Zigbee Router (ZR)

  9. Tìm và tham gia mạng
  10. Duy trì các gói tin thông qua mạng
  11. Tham gia việc tìm đường: khám phá và duy trì đường đi
  12. Cho phép các thiết bị khác tham gia mạng
  13. Lưu các gói thông tin thay cho các Children đang ngủ
  14. Luôn loạt động,

  15. Là thiết bị FFD

  16. Thiết bị End Device – Zigbee EndDevice (ZED)

  17. Tìm và tham gia mạng
  18. Polling Parent của nó để kiểm tra có dữ liệu nào truyền đến nó hay không
  19. Tìm một Parent mới nếu kết nối tới Parent cũ bị mất
  20. Ngủ hầu hết thời gian để tiết kiệm năng lượng
  21. Các thiết bị ZEDs không giao tiếp trực tiếp với nhau
  22. Có thể coi là RFD

Cấu trúc, liên kết mạng Zigbee

zigbee02

Mạng Zigbee chia làm 3 loại chính:

  1. Mạng hình sao (Star Topology): Gồm 1 nút trung tâm ZC, tất cả các nút khác đều được kết nối với nút trung tâm này, mạng hình sao bị hạn chế khoảng cách và sự mở rộng.

  2. Mạng hình cây (Cluster Tree Topology): Gồm một nút trung tâm ZC, các nút khác được liên kết với nhau theo mô hình giống một cái rễ cây, mạng này có khả năng mở rộng cao, tăng khoảng cách và quy mô của hệ thống.

  3. Mạng hình lưới (Mesh Topology): Gồm 1 nút trung tâm ZC, các nút trong mạng đều có thể kết nối với nhau(trừ ZED chỉ có thể kết nối với parent của nó). Khi một đường truyền bị lỗi , sẽ tự động tìm ra một đường truyền khác, tăng tính tin cây và kết nối trong mạng.

Ứng dụng của Zigbee

Hướng ứng dụng ưu tiên của Zigbee: mạng cảm biến không dây, ứng dụng giám sát và điều khiển không dây như:

  • Tự động hóa công nghiệp, tòa nhà
  • Hệ thống điều khiển ánh sáng không dây thông minh
  • An ninh, báo động
  • Giám sát người bệnh trong y tế
  • Quản lý kho bãi
  • Mạng cảm biến

Home Assistant (HASS)

  • HASS là một nền tảng tự động hóa và là một open source chạy trên Python 3.x. Đặc biệt là nó là miễn phí và nó có khả năng bảo mật cao, an toàn thông tin bởi vì nó hoạt động trong mang LAN trong nhà, và không đẩy dữ liệu đi đâu cả.

  • HASS đã được tích hợp rất nhiều thiết bị, hiện tại thì khoảng 1000 thiết bị đã được tích hợp để tạo một hệ thống SmartHome hoàn chỉnh và mang tính thương mại cao. Nó cho phép chúng ta liên kết các thiết bị với nhau về mặt dữ liệu. Để hiểu hơn về HASS thì chúng ta cần phải biết về Hub, vậy Hub là gì?

Như hình ở trên thì Hub là Smart Home Hub - nó hoạt động giống như bộ não của chúng ta hay là CPU của máy tính vậy, là nơi nhận tín hiệu đầu vào từ voice, input, từ thao tác người dùng, thì ở đây nó sẽ xử lý mọi thông tin và sau đó đưa ra tín hiệu của thiết bị mà nó đã xử lý để thực hiện lệnh. Và nó chính là thiết bị kết nối với output và input, và kể cả thiết bị của các hãng khác nhau thì nó vẫn hoạt động được bình thường

Cài đặt

See this https://wiki.sgt-lab.com/62aadb08e129c1628f9c2c91

Zigbee Home Automation (ZHA)

See this https://wiki.sgt-lab.com/62abff17e129c1628f9c40ea