Licencia do en Ciencias de la Ingeniería Universidad de la Frontera zigbee Hernán Jara C. Licencia do en Ciencias de la Ingeniería Prof.: Renato GonzaleZ Banda ancha 2009

Introducción Durante los últimos años, hemos vivido una gran expansión de dispositivos de control remoto en nuestra vida diaria. Hace unos años, los mandos de TV por infrarrojos eran los únicos dispositivos de control remoto en nuestros hogares. Ahora nos quedamos sin dedos de la mano para contar todo lo que podemos controlar remotamente en nuestra casa: la TV, cadena de música, aire acondicionado, DVD, video, cámara digital, Home Cinema, Satelite,  abrir las puertas del coche, el mando del garaje, la alarma, etc. Para interactuar remotamente con todos estos dispositivos, necesitamos trabajar con un solo estándar para poder tenerlos todos bajo una misma red, específicamente en nuestro hogar. Uno de los protocolos más prometedores es ZigBee, basado en el estándar IEEE 802.15.4

Cronografía Las redes de la familia de ZigBee se conciben hacia 1998, al tiempo que se hizo claro que Wi-Fi y Bluetooth no serían soluciones válidas para todos los contextos. En concreto, se observó una necesidad de redes ad hoc inalámbricas. El estándar IEEE 802.15.4 se aprobó en mayo de 2003. En el verano de 2003, Philips Semiconductors puso fin a su inversión en redes de mallas. Philips Lighting ha perpetuado la participación de Philips, que sigue siendo un miembro promimente de la ZigBee Alliance.

Cronografía ZigBee Alliance anunció en octubre de 2004 una duplicación en su número de miembros en el último año a más de 100 compañías en 22 países. En abril de 2005 había más de 150 miembros corporativos, y más de 200 en diciembre del mismo año. La especificación se aprobó el 14 de diciembre de 2004. ZigBee 2004 se puso a disposición del público el 13 de junio de 2005. En diciembre de 2006 se publicó la actual revisión de la especificación. En Noviembre de 2007 se publicó el perfil HOME AUTOMATION de la especificación.

IEEE 802.15.4 Es un estándar que define el nivel físico y el control de acceso al medio de redes inalámbricas de área personal con tasas bajas de transmisión de datos (low-rate wireless personal area network, LR-WPAN). En 2007, la actual revisión del estándar se aprobó en 2006. El grupo de trabajo IEEE 802.15 es el responsable de su desarrollo.

Introducción a Zigbee ZigBee es una alianza, sin ánimo de lucro, de más de 100 empresas, la mayoría de ellas fabricantes de semiconductores, con el objetivo de auspiciar el desarrollo e implantación de una tecnología inalámbrica de bajo coste. Destacan empresas como Invensys, Mitsubishi, Honeywell, Philips y Motorola que trabajan para crear un sistema estándar de comunicaciones, vía radio y bidireccional, para usarlo dentro de dispositivos de domótica, automatización de edificios (inmótica), control industrial, periféricos de PC , juguetería,  sensores médicos. Los miembros de esta alianza justifican el desarrollo de este estándar para cubrir el vacío que se produce por debajo del Bluetooth.

Que es zigbee? ZigBee, también conocido como "HomeRF Lite", es una tecnología inalámbrica con velocidades comprendidas entre 20 kB/s y 250 kB/s y rangos de 10 m a 75 m. Puede usar las bandas libres ISM de 2,4 GHz, 868 MHz (Europa) y 915 MHz (EEUU). Una red ZigBee puede estar formada por hasta 255 nodos los cuales tienen la mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de consumir menos que otras tecnologías inalámbricas. El objetivo, es que un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado con dos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 años.

Que es zigbee? Como comparativa, la tecnología Bluetooth es capaz de llegar a 1 MB/s en distancias de hasta 10 m operando en la misma banda de 2,4 GHz, sólo puede tener 8 nodos por celda y está diseñado para mantener sesiones de voz de forma continuada, aunque pueden construirse redes que cubran grandes superficies ya que cada ZigBee actúa de repetidor enviando la señal al siguiente, etc. Al igual que Bluetooth, el origen del nombre es un poco rebuscado, pero la idea vino de una colmena de abejas pululando alrededor de su panal y comunicándose entre ellas, algo así como la comunicación que se produce con el zumbido de las abejas..

Comparación entre estándares Ancho de Banda Consumo de potencia Ventajas Aplicaciones Wi-Fi Hasta 54Mbps 400ma transmitiendo, 20ma en reposo Gran ancho de banda Navegar por Internet, redes de ordenadores, transferencia de ficheros Bluetooth 1 Mbps 40ma transmitiendo, 0.2ma en reposo Interoperatividad, sustituto del cable Wireless USB, móviles, informática casera ZigBee 250 kbps 30ma transmitiendo, 3ma en reposo Batería de larga duración, bajo coste Control remoto, productos dependientes de la batería, sensores , juguetería

Arquitectura Zigbee

Arquitectura Zigbee

ZigBee tiene tres tipos de dispositivos: El coordinador de red, que mantiene en todo momento el control del sistema. Es el más sofisticado de los tipos de dispositivos, requiere memoria y capacidad de computación. El dispositivo de función completa (FFD) capaz de recibir mensajes del estándar 802.15.4. Este puede funcionar como un coordinador de red. La memoria adicional y la capacidad de computar, lo hacen ideal para hacer las funciones de Router o para ser usado en dispositivos de red que actúen de interface con los usuarios. El dispositivo de función reducida (RFD) de capacidad y funcionalidad limitadas (especificada en el estándar) para el bajo coste y simplicidad. Son los sensores/actuadores de la red.

Como ahorra energia? Caracteristica muy importante Las redes ZigBee son diseñadas para conservar la potencia en los nodos ‘esclavos’. Durante mucho tiempo, un dispositivo ‘esclavo’  está en modo ‘dormido’ y sólo de ‘despierta’ por una fracción de segundo para confirmar que está ‘vivo’ en la red de dispositivos. Por ejemplo, la transición del modo ‘dormido’ al modo ‘despierto’ (cuando transmite) dura unos 15ms y la enumeración de ‘esclavos’ dura unos 30ms.

Modos de operacion El modo ‘sin balizas’. El modo ‘baliza’ Si la red utiliza balizas, los routers las generan periódicamente para confirmar su presencia a otros nodos. Los nodos pueden desactivarse entre las recepciones de balizas reduciendo su ciclo de servicio (duty cycle). Los intervalos de balizado pueden ir desde 5,36 ms a 15,36 ms * 214 = 251,65824 segundos a 250 kbps; de 24 ms a 24 ms * 214 = 393,216 segundos a 40 kbps; y de 48 ms a 48 ms * 214 = 786,432 segundos a 20 kbps. Sin embargo, los periodos largos con ciclos de servicio cortos necesitan que una temporización precisa, lo que puede ir en contra del principio de bajo coste.

Tipos de redes

Aplicaciones de ZIGBEE

Aplicaciones de ZIGBEE

CONCLUSIONES Dependiendo de la aplicación, definiremos que tipo de tecnología wireless ocuparemos, para el caso particular de demótica, nuestra mejor opción al parecer es zigbee por su bajo consumo. En otro tipo de aplicaciones como lo son cámaras y dispositivos wireless con una alta tasa de transmisión de datos la mejor opción hasta aquí es el bluethoot

BIBLIOGRAFIA WWW.ZIGBEE.ORG WWW.SCIECEDIRECT.COM http://es.wikipedia.org/wiki/ZigBee