Una comparación de Bluetooth y ZigBee para aplicaciones de IoT

A medida que se expande el mercado de redes de área amplia y baja potencia (LPWAN), hay muchas más opciones para protocolos de baja potencia para aplicaciones de Internet de las cosas (IoT). En este artículo, comparamos Bluetooth y Bluetooth de baja energía (LE) con ZigBee, para que pueda tener una mejor idea de qué protocolo inalámbrico usar para sus dispositivos conectados.

La diferencia entre Bluetooth y Bluetooth LE

Hay dos ramas de Bluetooth:Bluetooth tradicional y Bluetooth Low Energy (conocido como Bluetooth LE). La razón por la que el Bluetooth tradicional no es comparable con ZigBee se reduce al consumo de energía. Si una aplicación necesita funcionar con batería durante un período de tiempo prolongado, el Bluetooth tradicional simplemente no será suficiente. El diseño tradicional de Bluetooth recomienda un vatio de consumo de energía. Cuando se trata de aplicaciones de IoT inalámbricas, esto es mucho . Tanto Bluetooth LE como ZigBee tienen entre 10 y 100 milivatios (mW), que es de 10 a 100 veces menos de lo que el Bluetooth tradicional recomienda que diseñe. Sin embargo, Bluetooth LE se compara bien con ZigBee, que discutiremos en este artículo.

Bluetooth LE

Bluetooth LE es una red de área personal (PAN), por lo que el alcance es mucho más corto que ZigBee. El propósito es poder conectarse a dispositivos cercanos a un usuario. Bluetooth LE tiene un alcance mucho más corto que ZigBee, pero también tiene una velocidad de datos mucho más alta. El Bluetooth tradicional tenía una velocidad de datos entre 1 y 3 Mbit / s, y la velocidad de datos de Bluetooth LE es de 1 Mbit / s para ráfagas cortas. "Duerme" entre esas ráfagas, una funcionalidad que ZigBee no tiene, que requiere menos uso de datos y energía.

Ahora, Bluetooth LE también es compatible con muchos sistemas operativos, incluidos Android, iOS, Windows 8/10 y OS X (espacios en los que ZigBee no se ha ramificado). Si un usuario tiene su teléfono inteligente y desea conectarse a un dispositivo, Bluetooth LE lo hace posible. Sin embargo, Bluetooth no es una gran opción para nodos de alta densidad o aplicaciones de largo alcance.

Caso de uso de Bluetooth LE

Bluetooth LE es ideal para alguien que viaja a través de un grupo de cosas conectadas en un espacio definido. Cuando una persona entra en su automóvil, Bluetooth LE puede hacer que el automóvil sea "inteligente" al permitir la marcación por audio y la conexión de los altavoces del automóvil al teléfono. Si cambian de su automóvil a una bicicleta inteligente habilitada para Bluetooth LE, la aplicación conectada podría dirigirlos a la ubicación correcta. La información no se queda en un dispositivo habilitado para Bluetooth LE, sino que se va con el usuario.

ZigBee

ZigBee es un protocolo de red en malla diseñado para transportar pequeñas cantidades de datos a distancias medias. Se ejecuta en una red de topología de malla, lo que significa que la información de un solo nodo sensor viaja a través de un grupo (o "malla") de modos hasta que la transmisión llega a la puerta de enlace.

ZigBee es una red de área local (LAN), por lo que, a diferencia de Bluetooth LE, no está diseñado para conectarse a dispositivos directamente alrededor de un usuario. En cambio, se conecta a dispositivos que necesitan un rango más amplio. Por esto, es un protocolo ideal para la automatización del hogar y la iluminación inteligente.

A pesar de la gama más amplia de ZigBee, todavía es bastante limitada y no es la mejor opción para instalaciones altamente instrumentadas, como las aplicaciones industriales de IoT. Y debido a sus topologías de malla, las redes ZigBee tienen latencias más altas, lo que puede causar cuellos de botella cuando varios nodos intentan pasar a través de un solo nodo para llegar a la puerta de enlace. Debido a esto, ZigBee no brilla cuando hay una alta densidad de nodos (como en una fábrica, por ejemplo). ZigBee también enfrenta muchos desafíos cuando el presupuesto del enlace es muy variable, como los nodos móviles o los sensores de estacionamiento.

Caso de uso de ZigBee

Considere esto:podría conectar un sistema ZigBee para que cuando alguien entrara por la puerta de su casa, ZigBee ejecutara toda una serie de eventos:encender sus canciones favoritas, encender las luces, encender la calefacción y más. Cuando se vayan, una aplicación ZigBee podría apagar el sistema HVAC para ahorrar energía y ahorrar dinero. En general, ofrece un caso de uso práctico para la automatización del hogar.

Cuadro comparativo:Bluetooth (Bluetooth LE) vs. ZigBee

Bluetooth (LE) ZigBee Tipo de red Red de área personal (PAN), que admite pocos nodos Red de área local (LAN), que admite muchos nodos Rango * 77 metros 291 metros Sistema operativo Android, iOS, Windows 8, OS X Actualmente no es compatible Topología Malla y estrella Solo malla Rendimiento 270 kbps 250 kbps Modulación Espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS) Espectro ensanchado de secuencia directa (DSSS) Transmitir potencia 10 mW 100 mW

* Esta comparación de rango se basa en un caso de uso específico; vea la comparación completa con especificaciones adicionales en este artículo.

Conclusión

Bluetooth LE y ZigBee son bastante complementarios entre sí. Hay ocasiones en las que alguien querría usar Bluetooth LE para aplicaciones de IoT, y hay ocasiones en las que ZigBee es una mejor opción. Solo en el último año ZigBee y Bluetooth comenzaron a competir en este espacio. Algunos desarrolladores están descubriendo que una combinación de Bluetooth LE y ZigBee puede generar dispositivos de red de área local y personal muy fuertes.