No mundo da Internet das Coisas (IoT) conectividade, selecionar o protocolo de comunicação correto é crucial para o sucesso do seu projeto. Entre as opções mais populares estão LoRaWAN e Zigbee, duas tecnologias sem fio que atendem a diferentes necessidades de IoT. Embora ambos ofereçam baixo consumo de energia, comunicação de longo alcance, eles se destacam em diferentes ambientes e casos de uso. Este artigo irá elaborar LoRaWAN vs Zigbee.
O que é LoRaWAN?
LoRaWAN é um baixo consumo de energia, protocolo de comunicação sem fio de longo alcance baseado na modulação LoRa para conectar dispositivos em uma grande área. Especifica os padrões de como os dados devem ser transmitidos entre Dispositivos IoT em uma rede. Com consumo de energia ultrabaixo e capacidade de comunicação de longo alcance, LoRaWAN é agora uma das soluções preferidas nas indústrias.
Como funciona o LoRaWAN?
É fácil implantar uma infraestrutura de rede LoRaWAN com três componentes principais: dispositivos finais, entradas, e servidores de rede central.
Dispositivos finais, muitas vezes alimentado por baterias, são projetados para funcionar por anos. Eles transmitem dados ou coletam dados ambientais e os transmitem para gateways. Exemplos comuns na indústria de IoT incluem sensores, tags de rastreamento de ativos ou rótulos, e etiquetas de localização de pessoal.
Portais atuam como intermediários entre os nós e o servidor de rede central. Dentro de sua cobertura efetiva, Gateway LoRaWAN pode lidar com mensagens de centenas e até milhares de dispositivos finais. O gateway encaminha os dados recebidos para o servidor da rede LoRaWAN com tecnologias como celular e Ethernet.
O servidor de rede central gerencia a transmissão de dados entre dispositivos LoRaWAN e servidores de aplicativos. O servidor recebe, descompacta, e processa pacotes de dados, enviando-os para servidores de aplicativos ou plataformas em nuvem. Ao adicionar esta distinção sutil, também pode descobrir as diferenças entre LoRaWAN vs LoRa.
Vantagens de LoRaWAN
- Comunicação de longo alcance: Dispositivos baseados em LoRaWAN podem se comunicar até 20 quilômetros em áreas rurais abertas e até 5 quilômetros em ambientes urbanos densos.
- Baixo consumo de energia: Os dispositivos LoRaWAN normalmente são alimentados por bateria e podem funcionar por anos com design de consumo de energia ultrabaixo.
- Penetração profunda de sinal: Com capacidade robusta de penetração de sinal, Os dispositivos LoRaWAN operam de forma eficaz mesmo em ambientes complexos, áreas densamente obstruídas, como edifícios de vários andares.
- Implantação econômica: Como a tecnologia Bluetooth, LoRaWAN opera em bandas de frequência não licenciadas, o que significa que não são necessárias licenças de espectro dispendiosas, garantindo a compatibilidade.
- Escalabilidade: A rede LoRaWAN suporta vários milhares de dispositivos, e é fácil de ampliar com o mínimo esforço.
Escassez de LoRaWAN
- Largura de banda limitada: Operando com larguras de banda mais estreitas de 125 kHz, 250 kHz, e 500 kHz, LoRaWAN tem taxas de dados e taxas de transferência muito mais baixas em comparação com Bluetooth e Zigbee.
- Baixas taxas de dados: LoRaWAN tem taxas de dados mais baixas de 0.3 kbps para 50 kbps.
- Maior latência: A rede LoRaWAN pode apresentar alta latência, pois os dados são transmitidos mais lentamente.
O que é Zigbee?
Semelhante a Bluetooth e LoRaWAN, Zigbee também é um protocolo de comunicação sem fio de baixo consumo de energia destinado a aplicações de curto alcance. Ao contrário do LoRaWAN, geralmente baseado em topologia em estrela, Zigbee é baseado em uma rede mesh descentralizada. Nesta rede, cada dispositivo pode se comunicar diretamente com outros sem a necessidade de rotear através de um nó central. Expandir uma rede Zigbee é simples – basta adicionar mais nós.
Como funciona o Zigbee?
Operando com base no IEEE 802.15.4 padrão, Zigbee usa o 2.4 Banda ISM de GHz em todo o mundo, o 868 Banda MHz na Europa, e a 915 Banda MHz nos EUA. Zigbee suporta uma topologia de rede mesh, permitindo que os dispositivos se comuniquem perfeitamente. Nesta rede, o coordenador gerencia a rede, roteadores retransmitem dados e ampliam a cobertura, e dispositivos finais executam tarefas específicas, comunicando-se diretamente com o coordenador ou via roteadores.
Benefícios do Zigbee
- Baixo consumo de energia: Os dispositivos que usam Zigbee são para comunicações de baixo consumo de energia, portanto, consome um pouco de energia e pode operar por um longo período.
- Rede em malha: Zigbee segue a topologia de rede em malha, que permite a comunicação direta de dispositivo para dispositivo ou através de outros nós sem a intervenção de qualquer nó central.
- Autocura: Em caso de qualquer falha ou degradação na qualidade de uma determinada rota, os nós da rede mesh Zigbee procurarão automaticamente rotas alternativas para garantir a entrega adequada de dados.
- Escalabilidade: Uma topologia mesh capacita o Zigbee com a capacidade de lidar com vários dispositivos ao mesmo tempo. A escalabilidade pode ser feita facilmente apenas adicionando dispositivos Zigbee.
Limitações do Zigbee
- Taxa de dados mais baixa: A taxa de transmissão de dados do Zigbee varia de 20 kbps para 250 kbps.
- Comunicação de curto alcance: Zigbee suporta intervalos de comunicação mais curtos (até algumas centenas de metros) em comparação com LoRaWAN.
- Configuração mais complexa: Requer implementação de rede e gerenciamento de dispositivos mais complexos em comparação com LoRaWAN.
Lorawan x Zigbee: O que é melhor?
Entenda as diferenças entre LoRaWAN e Zigbee, e escolha a solução certa com base no seu projeto e nas necessidades operacionais.
Recurso | LoRaWAN | Zigbee |
---|---|---|
Banda de frequência | Varia por região, 868 MHz (UE), 915 MHz (NÓS) | 2.4 ISM de GHz (Global), 868 MHz (UE), 915 MHz (NÓS) |
Faixa | 2 – 20 quilômetros | 30 – 100eu |
Taxa de dados | 0.3 – 50 kbps | 20 – 250 kbps |
Consumo de energia | Ultra Baixo | Baixo |
Topologia | Estrela | Estrela, Árvore, Malha |
Escalabilidade | Médio | Alto |
Segurança | Alto | Alto |
Aplicativo | Monitoramento remoto, agricultura inteligente, cidade inteligente | Casa inteligente, automação industrial |
Conclusão:
A escolha entre LoRaWAN e Zigbee depende, em última análise, dos requisitos específicos do seu projeto de IoT. Se você precisar de conectividade de longo alcance, baixo consumo de energia, e uma solução adaptada para aplicações em áreas amplas, como agricultura inteligente ou cidades inteligentes, LoRaWAN é a escolha ideal. Por outro lado, Zigbee se destaca em curto alcance, redes de alta densidade, tornando-o perfeito para sistemas domésticos inteligentes ou automação industrial. Ao compreender os pontos fortes e as limitações de cada tecnologia, você pode tomar uma decisão informada que se alinhe aos objetivos e ao ambiente do seu projeto.