IoT 애플리케이션을 위한 Bluetooth 및 ZigBee 비교

저전력 광역 네트워크(LPWAN) 시장이 확장됨에 따라 사물 인터넷(IoT) 애플리케이션을 위한 저전력 프로토콜에 대한 더 많은 옵션이 있습니다. 이 기사에서는 Bluetooth 및 LE(Bluetooth Low Energy)를 ZigBee와 비교하므로 연결된 장치에 어떤 무선 프로토콜을 사용할지 더 잘 알 수 있습니다.

블루투스와 블루투스 LE의 차이점

Bluetooth에는 기존 Bluetooth와 Bluetooth Low Energy(Bluetooth LE라고 함)의 두 가지 분기가 있습니다. 기존 Bluetooth가 ZigBee와 비교할 수 없는 이유는 전력 소모 때문입니다. 애플리케이션을 장기간 배터리로 작동해야 하는 경우 기존의 Bluetooth로는 충분하지 않습니다. 기존 Bluetooth 설계에서는 1와트의 전력 소비를 권장합니다. 무선 IoT 애플리케이션의 경우 많습니다 . Bluetooth LE와 ZigBee는 모두 10~100밀리와트(mW) 사이이며, 이는 기존 Bluetooth가 설계하도록 권장하는 것보다 10~100배 적습니다. 그러나 Bluetooth LE는 이 기사에서 논의할 ZigBee와 잘 비교됩니다.

블루투스 LE

Bluetooth LE는 PAN(개인 영역 네트워크)이므로 범위가 ZigBee보다 훨씬 짧습니다. 목적은 사용자 근처의 장치에 연결할 수 있도록 하는 것입니다. Bluetooth LE는 ZigBee보다 범위가 훨씬 짧지만 데이터 속도도 훨씬 높습니다. 기존 Bluetooth의 데이터 속도는 1~3Mbit/s이고 Bluetooth LE 데이터 속도는 짧은 버스트의 경우 1Mbit/s입니다. 데이터와 전력 사용량이 적은 ZigBee에는 없는 기능인 이러한 버스트 사이에 "잠자기" 상태가 됩니다.

이제 Bluetooth LE는 Android, iOS, Windows 8/10 및 OS X(ZigBee가 분기하지 않은 영역)를 포함한 많은 운영 체제에서도 지원됩니다. 사용자가 스마트폰을 가지고 있고 장치에 연결하려는 경우 Bluetooth LE가 이를 가능하게 합니다. 그러나 Bluetooth는 고밀도 노드 또는 장거리 애플리케이션에 적합하지 않습니다.

블루투스 LE 사용 사례

Bluetooth LE는 정의된 공간에서 연결된 사물 그룹을 여행하는 사람에게 이상적입니다. 사람이 차에 탔을 때 Bluetooth LE는 오디오 다이얼링 및 자동차 대 전화 스피커 연결을 활성화하여 자동차를 "스마트"하게 만들 수 있습니다. 자동차에서 Bluetooth LE 지원 스마트 자전거로 전환하면 연결된 애플리케이션이 올바른 위치로 안내할 수 있습니다. 정보는 Bluetooth LE 지원 장치에 머무르지 않고 사용자에게 남습니다.

지그비

ZigBee는 중거리에서 소량의 데이터를 전송하도록 설계된 메시 네트워크 프로토콜입니다. 이는 메시 토폴로지 네트워크에서 실행되며, 이는 단일 센서 노드의 정보가 게이트웨이에 도달할 때까지 모드 그룹(또는 "메시")을 가로질러 이동함을 의미합니다.

ZigBee는 근거리 통신망(LAN)이므로 Bluetooth LE와 달리 사용자 주변의 장치에 직접 연결하도록 설계되지 않았습니다. 대신 더 넓은 범위가 필요한 장치에 연결합니다. 이 때문에 홈 자동화 및 스마트 조명에 이상적인 프로토콜입니다.

ZigBee의 더 넓은 범위에도 불구하고 여전히 상당히 제한적이며 산업용 IoT 애플리케이션과 같이 고도로 계측된 설치에 최선의 선택이 아닙니다. 또한 메시 토폴로지로 인해 ZigBee 네트워크는 대기 시간이 더 길어 여러 노드가 게이트웨이에 도달하기 위해 단일 노드를 통과하려고 할 때 병목 현상이 발생할 수 있습니다. 이 때문에 ZigBee는 노드 밀도가 높을 때(예:공장과 같이) 빛나지 않습니다. 또한 ZigBee는 모바일 노드 또는 주차 센서와 같이 링크 예산이 매우 가변적일 때 많은 문제에 직면합니다.

ZigBee 사용 사례

다음을 고려하십시오. ZigBee 시스템을 인터페이스할 수 있으므로 누군가가 현관에 들어서면 ZigBee가 일련의 전체 이벤트를 실행할 수 있습니다. 좋아하는 음악 켜기, 조명 켜기, 난방 켜기 등. 그들이 떠날 때 ZigBee 애플리케이션은 HVAC 시스템을 꺼서 에너지를 절약하고 비용을 절약할 수 있습니다. 전반적으로 홈 오토메이션의 실용적인 사용 사례를 제공합니다.

비교 차트:Bluetooth(Bluetooth LE) 대. 지그비

블루투스(LE) 지그비 네트워크 유형 소수의 노드를 지원하는 개인 영역 네트워크(PAN) 많은 노드를 지원하는 LAN(Local Area Network) 범위* 77미터 291미터 운영체제 Android, iOS, Windows 8, OS X 현재 호환되지 않음 토폴로지 메쉬 및 별표 메쉬만 처리량 270kbps 250kbps 변조 FHSS(Frequency-hopping Spread Spectrum) 직접 서열 확산 스펙트럼(DSSS) 전송 전력 10mW 100mW

*이 범위 비교는 특정 사용 사례를 기반으로 합니다. 이 기사에서 추가 사양과 전체 비교를 참조하십시오.

테이크아웃

Bluetooth LE와 ZigBee는 실제로 서로 상당히 보완적입니다. 누군가가 IoT 애플리케이션에 Bluetooth LE를 사용하고 싶을 때가 있고 ZigBee가 더 나은 선택일 때도 있습니다. ZigBee와 Bluetooth가 이 분야에서 경쟁하기 시작한 것은 작년부터입니다. 일부 개발자는 Bluetooth LE와 ZigBee의 조합이 매우 강력한 개인 및 근거리 통신망 장치를 만들 수 있음을 발견했습니다.