Basics of Connectivity: Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRaWAN

IoT ઉપકરણો જુદી જુદી રીતે જોડાય છે, અને દરેકમાં પહોંચ, ઝડપ તથા વીજળી વચ્ચે સોદો હોય છે: Wi-Fi ઝડપી છે પણ વીજળીભૂખ્યું, Bluetooth ટૂંકી પહોંચવાળું અને ઓછી વીજળી વાપરતું, Zigbee smart homes માટે ઓછી વીજળીવાળાં mesh networks બનાવે છે, અને LoRaWAN નજીવી વીજળીએ બહુ દૂર સુધી પહોંચે છે, જે ખેતર પરનાં દૂરનાં sensors માટે યોગ્ય છે.

11 min read · 7 cards · 2 checks

Read in: English · हिन्दी · ગુજરાતી


Theory

ઉપકરણો કઈ રીતે વાત કરે છે, અને એના સોદા

IoT ઉપકરણોએ પોતાનો data ક્યાંક મોકલવો પડે છે, પણ બધાં એક જ રીતે જોડાતાં નથી. પસંદગી મહત્ત્વની છે કારણ કે એમાં સોદા હોય છે: કેટલાંક જોડાણ ઝડપી હોય પણ વીજળી ખાઈ જાય, કેટલાંક વીજળી બહુ ઓછી પીએ પણ થોડોક જ data ધીમે મોકલે, અને કેટલાંક બહુ દૂર પહોંચે તો કેટલાંક માંડ માંડ.

આ પાઠ ચાર સામાન્ય વિકલ્પો, એટલે કે Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee અને LoRaWAN, ને મહત્ત્વની ધરી પર સરખાવે છે: પહોંચ, data ની ઝડપ અને વીજળી. Smart farm પર દૂરના ખેતરનું sensor અને ગમાણ પાસેનું camera સાવ જુદાં જોડાણ માગે છે. સોદા જાણવાથી તમે દરેક ઉપકરણ માટે યોગ્ય જોડાણ પસંદ કરી શકો છો.

At a glance

ટેક્નોલોજીપહોંચData ની ઝડપ અને વીજળી
Wi-Fiમધ્યમ (એક ઇમારત)Data ની ઝડપ ઊંચી, વીજળી વધુ; વીજળી પાસે રહેલાં data ભારે ઉપકરણો માટે
Bluetooth (BLE)ટૂંકી (મીટરમાં)Data ઓછો કે મધ્યમ, વીજળી ઓછી; પહેરવાનાં તથા નજીકનાં ઉપકરણો માટે
Zigbeeટૂંકીથી મધ્યમ (mesh)Data ની ઝડપ ઓછી, વીજળી ઓછી; smart home નાં sensors માટે mesh
LoRaWANબહુ લાંબી (કિલોમીટરમાં)Data ની ઝડપ બહુ ઓછી, વીજળી બહુ ઓછી; દૂરનાં sensors માટે

Theory

Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRaWAN

Wi-Fi મધ્યમ પહોંચ (એક ઇમારત) પર data ની ઊંચી ઝડપ આપે છે, પણ પ્રમાણમાં વધુ વીજળી વાપરે છે, એટલે એ એવાં data ભારે ઉપકરણો (જેમ કે camera) ને ફાવે છે જે વીજળીના જોડાણ પાસે રહી શકે. Bluetooth (ખાસ કરીને BLE, Bluetooth Low Energy) ટૂંકી પહોંચ (મીટરમાં) અને ઓછી વીજળી વાળું છે, જે પહેરવાનાં ઉપકરણો તથા થોડોક data આપલે કરતાં નજીકનાં ઉપકરણો માટે આદર્શ છે.

Zigbee ઓછી વીજળી અને ઓછી data ઝડપ વાળું છે અને mesh networks બનાવે છે, જેમાં ઉપકરણો એકબીજા વતી data આગળ પહોંચાડીને પહોંચ વધારે છે; એ smart home નાં sensors માં સામાન્ય છે. LoRaWAN (Long Range WAN) બહુ ઓછી વીજળી એ બહુ દૂર (કિલોમીટરમાં) પહોંચે છે, પણ બહુ ઓછી data ઝડપ સાથે, જે એવાં દૂરનાં sensors માટે ઉત્તમ છે જે ક્યારેક ક્યારેક નાનાં માપ મોકલે, જેમ કે મોટા ખેતરમાં વેરાયેલી ભેજ માપતી probes.

Formula

મુખ્ય સોદો: પહોંચ અને વીજળી સામે data ની ઝડપ

આ પસંદગીઓ પાછળ એક લઢણ છે. મોટે ભાગે, જે ટેક્નોલોજી થોડી વીજળી એ દૂર પહોંચે છે (જેમ કે LoRaWAN) એ થોડોક જ data ધીમે મોકલી શકે છે, જ્યારે data ની ઊંચી ઝડપ વાળી ટેક્નોલોજી (જેમ કે Wi-Fi) ને વધુ વીજળી જોઈએ છે અને એ ઓછું અંતર આવરે છે. લાંબી પહોંચ, ઓછી વીજળી અને ઊંચી ઝડપ, ત્રણેય એકસાથે સામાન્ય રીતે મળતાં નથી.

એટલે તમે ઉપકરણની જરૂરિયાત પ્રમાણે જોડાણ પસંદ કરો છો: દૂરના ખેતરમાંથી કલાકે એક વાર ભેજનું નાનું માપ મોકલતા sensor ને LoRaWAN જોઈએ (દૂર, ઓછી વીજળી, ઓછો data); ચિત્રો stream કરતા camera ને Wi-Fi જોઈએ (વધુ data, વધુ વીજળી, વીજળીના જોડાણ પાસે). સારી પસંદગી કરવી એટલે સ્પષ્ટ હોવું કે દરેક ઉપકરણને કેટલો data, કેટલા દૂર, અને કેટલી વીજળી સાથે મોકલવો છે.

Quiz

મોટા ખેતરમાં વેરાયેલાં ભેજ માપતાં sensors, જે battery પર ચાલીને લાંબા અંતરે ક્યારેક ક્યારેક નાનાં માપ મોકલે છે, એમના માટે કયું જોડાણ સૌથી બંધબેસતું છે?

  1. Wi-Fi, કારણ કે એ સૌથી ઝડપી છે
  2. LoRaWAN, જે બહુ ઓછી વીજળીએ બહુ લાંબી પહોંચ આપે છે (ઓછી data ઝડપ સાથે) અને નાનો data મોકલતાં દૂરનાં sensors માટે આદર્શ છે
  3. Bluetooth, કારણ કે એ કિલોમીટર સુધી કામ કરે છે
  4. દરેક sensor સુધી નાખેલો ethernet નો તાર
Show the answer

LoRaWAN, જે બહુ ઓછી વીજળીએ બહુ લાંબી પહોંચ આપે છે (ઓછી data ઝડપ સાથે) અને નાનો data મોકલતાં દૂરનાં sensors માટે આદર્શ છે

LoRaWAN બહુ ઓછી વીજળીએ બહુ લાંબી પહોંચ (કિલોમીટરમાં) આપે છે, ઓછી data ઝડપ સાથે, અને એ ખેતરનાં એવાં દૂરનાં sensors સાથે બરાબર બંધ બેસે છે જે batteries પર ચાલે છે તથા ક્યારેક ક્યારેક નાનાં માપ મોકલે છે. વિકલ્પ A, એટલે કે Wi-Fi, ની data ઝડપ ઊંચી છે પણ પહોંચ ફક્ત મધ્યમ છે અને વીજળી પણ વધુ ખેંચે છે, એટલે એ દૂરનાં, battery પર ચાલતાં sensors માટે ખરાબ પસંદગી છે. વિકલ્પ C ખોટો છે: Bluetooth ની પહોંચ ટૂંકી છે (મીટરમાં), કિલોમીટરમાં નહીં, એટલે એ આખા ખેતરમાં પહોંચી શકે નહીં. વિકલ્પ D, એટલે કે દરેક દૂરના sensor સુધી ethernet નો તાર નાખવો, મોટા ખેતરમાં અવ્યવહારુ અને મોંઘું છે. જરૂરિયાત બરાબર જોડો: લાંબું અંતર, ઓછી વીજળી અને નાનો data એટલે LoRaWAN; નજીકનું data ભારે ઉપકરણ (જેમ કે camera) એને બદલે Wi-Fi વાપરે.

Think first

બધા માટે એક જ જોડાણની ટેક્નોલોજી કેમ ન વાપરી શકાય?

'સૌથી સારું' જોડાણ પસંદ કરીને બધાં IoT ઉપકરણો માટે એ જ કેમ ન વાપરવું? વિચારીને પછી tap કરો.

Show the answer

કારણ કે કોઈ એક 'સૌથી સારું' જોડાણ છે જ નહીં; દરેક ટેક્નોલોજી પહોંચ, data ની ઝડપ અને વીજળી વચ્ચે જુદો સોદો કરે છે, અને કોઈ એક વિકલ્પ ત્રણેયમાં એકસાથે સારો હોતો નથી. એટલે જુદી જરૂરિયાતવાળાં જુદાં ઉપકરણોને જુદાં જોડાણ જોઈએ.

પાયાનું ખેંચાણ ભૌતિક છે: data ને ઝડપથી મોકલવો અને દૂર મોકલવો, બંનેમાં શક્તિ જાય છે, અને એમાંનું એક સારું કરવા જતાં બીજે વીજળી કે ક્ષમતાનો ભોગ આપવો પડે છે. એટલે દરેક ટેક્નોલોજી કોઈ એક જુદી અગ્રતાને ધ્યાનમાં રાખીને ઘડાયેલી છે.

Wi-Fi data ની ઝડપ ને સૌથી ઊંચી રાખે છે (ચિત્રો stream કરતા camera માટે ઉત્તમ), પણ એની કિંમત વધુ વીજળી અને મર્યાદિત પહોંચમાં ચૂકવે છે; router પાસે વીજળીના જોડાણમાં લગાડેલા ઉપકરણ માટે એ બરાબર છે, દૂરના ખેતરમાં battery પર ચાલતા sensor માટે સાવ ખરાબ. LoRaWAN પહોંચ અને battery ના આયુષ્યને સૌથી ઊંચાં રાખે છે (એ જ દૂરના sensor માટે ઉત્તમ જે ક્યારેક નાનું માપ મોકલે), પણ એ થોડોક જ data ધીમે લઈ જઈ શકે છે, એટલે video stream કરવા સાવ નકામું. Bluetooth ટૂંકી પહોંચ વાળાં, ઓછી વીજળી વાપરતાં અંગત ઉપકરણો માટે ઘડાયેલું છે; Zigbee ઘરનાં ઘણાં sensors ના ઓછી વીજળીવાળા mesh networks માટે.

બધું જ એક ટેક્નોલોજી પર લાદી દો તો ઘણાં ઉપકરણો પાંગળાં થઈ જાય: ખેતરનાં દૂરનાં sensors ને Wi-Fi પર મૂકો તો એમની batteries ખાલી થાય અને એ પહોંચની બહાર જ રહે; camera ને LoRaWAN પર મૂકો તો એ ચિત્રો મોકલી જ ન શકે.

એટલે સમજદાર રીત એ છે કે દરેક ઉપકરણ પ્રમાણે જોડાણ પસંદ કરવું, અને પૂછવું કે એણે કેટલો data મોકલવો છે, કેટલા દૂર, અને એની પાસે કેટલી વીજળી છે. ખરી system ઘણી વાર અનેક ટેક્નોલોજી સાથે વાપરે છે (દૂરનાં sensors માટે LoRaWAN, camera માટે Wi-Fi, અને એમને જોડતાં gateways). આખા computing માં દેખાતો 'કામ પ્રમાણે ઓજાર' નો આ જ સિદ્ધાંત છે: જોડાણના વિકલ્પોમાં આટલી વિવિધતા બરાબર એટલા માટે છે કે IoT ઉપકરણો પોતે વિવિધ છે, અને દરેક ઉપકરણને એની પહોંચ, data તથા વીજળીની જરૂરિયાત સાથે બંધબેસતું જોડાણ આપવું, એ જ ખરેખર ચાલે એવી system બનાવવાનો રસ્તો છે. સોદા જુદી જુદી દિશામાં ખેંચતા હોય ત્યાં એક જ માપ બધાને ફાવે નહીં.

Summary

Key takeaways

  • IoT ઉપકરણો જુદી જુદી રીતે જોડાય છે, અને એમાં પહોંચ, data ની ઝડપ તથા વીજળી વચ્ચે સોદો હોય છે.
  • Wi-Fi: data ની ઊંચી ઝડપ, મધ્યમ પહોંચ, વધુ વીજળી; વીજળી પાસે રહેલાં data ભારે ઉપકરણો (cameras) ને ફાવે.
  • Bluetooth (BLE): ટૂંકી પહોંચ (મીટરમાં), ઓછી વીજળી; પહેરવાનાં તથા નજીકનાં ઉપકરણોને ફાવે.
  • Zigbee: ઓછી વીજળી, ઓછી data ઝડપ, અને mesh networks બનાવે; smart home નાં sensors માં સામાન્ય.
  • LoRaWAN: બહુ લાંબી પહોંચ (કિલોમીટરમાં), બહુ ઓછી વીજળી, બહુ ઓછી data ઝડપ; ખેતરની probes જેવાં દૂરનાં sensors માટે આદર્શ.
  • મુખ્ય સોદો: લાંબી પહોંચ અને ઓછી વીજળી data ની ઝડપના ભોગે મળે છે; data ની ઊંચી ઝડપ વીજળી અને પહોંચના ભોગે.
  • યાદ રાખવાની કડી: ઉપકરણ પ્રમાણે જોડાણ પસંદ કરો; વીજળી પાસેના data ભારે માટે Wi-Fi, દૂરના તથા ઓછી વીજળીવાળા માટે LoRaWAN, અને ટૂંકી પહોંચ તથા ઓછી વીજળી માટે Bluetooth કે Zigbee.

Study this properly

This page is the lesson to read. In Gri-Learn the same topic is a graded deck: the self-checks are scored and your weak topics are tracked. Free to start.

Start this topic

Already have an account? Sign in

More from IoT Devices that Can Be Used in AI Applications - Basics

Gri-Learn · syllabus-mapped B.C.A. lessons in English, Hindi and Gujarati

Basics of Connectivity: Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRaWAN · Concepts of A.I. and IoT Devices (Minor-6-02) · Gri-Learn