Mudanças entre as edições de "RED29004-2014-2-Seminario-Zigbee"
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<div align="justify">O Protocolo ZigBee é destinado a aplicações embarcadas que exigem baixas taxas de dados e baixo consumo de energia. Onde os dispositivos devem ter alta autonomia, funcionando por meses sem renovação da fonte de energia. As áreas de aplicação típicas incluem: | <div align="justify">O Protocolo ZigBee é destinado a aplicações embarcadas que exigem baixas taxas de dados e baixo consumo de energia. Onde os dispositivos devem ter alta autonomia, funcionando por meses sem renovação da fonte de energia. As áreas de aplicação típicas incluem: | ||
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Entretenimento doméstico e controle - Domótica, iluminação inteligente, controle de temperatura avançada, segurança, filmes e músicas. | Entretenimento doméstico e controle - Domótica, iluminação inteligente, controle de temperatura avançada, segurança, filmes e músicas. | ||
Redes de Sensores Sem Fio - Controle industrial, sensoriamento, coleta de dados médicos, alerta de eventos, automação predial. | Redes de Sensores Sem Fio - Controle industrial, sensoriamento, coleta de dados médicos, alerta de eventos, automação predial. | ||
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O padrão Zigbee é usado para aplicações para a Internet das Coisas, já que envolve o uso de tecnologias diversas como redes de sensores sem fio, com o objetivo de interagir com dispositivos conectados de qualquer local onde possua um ponto de acesso a internet. | O padrão Zigbee é usado para aplicações para a Internet das Coisas, já que envolve o uso de tecnologias diversas como redes de sensores sem fio, com o objetivo de interagir com dispositivos conectados de qualquer local onde possua um ponto de acesso a internet. | ||
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Guilherme Morávia Soares de Matos, Doutor e Mestre em Tratamento da Informação Espacial, afirma que a arquitetura de aplicações de IoT envolve tecnologias como redes de sensores sem fio, protocolos ZigBee e IEEE 802.15.4 tecnologias que possibilitam a interação entre o mundo real e o mundo digital. Matos diz ainda que o uso de tais tecnologias irá promover uma crescente integração operacional com a TI devido ao emprego de sensores e controladores e a utilização de modelos de sistemas e processos típicos da TI tradicionais em sistemas de automação industrial.</div> | Guilherme Morávia Soares de Matos, Doutor e Mestre em Tratamento da Informação Espacial, afirma que a arquitetura de aplicações de IoT envolve tecnologias como redes de sensores sem fio, protocolos ZigBee e IEEE 802.15.4 tecnologias que possibilitam a interação entre o mundo real e o mundo digital. Matos diz ainda que o uso de tais tecnologias irá promover uma crescente integração operacional com a TI devido ao emprego de sensores e controladores e a utilização de modelos de sistemas e processos típicos da TI tradicionais em sistemas de automação industrial.</div> | ||
Edição das 12h20min de 21 de novembro de 2014
Introdução
Tecnologias de Redes sem fio
Topologias de Redes sem fio
Padrões de Redes sem fio
Norma IEEE 802
802.3- Ethernet 802.11- Redes locais sem fios (WLAN). 802.15- Redes de área pessoal sem fios (WPAN).
Redes WPAN 802.15
Padrão ZigBee
Tecnologia ZigBee(XBee)
Camada Física
O padrão 802.15.4 especifica as seguintes características para a camada física:
- Existência de 3 bandas de frequência contidas em 27 canais.
- Define as modulações distribuídas nas 3 bandas de frequência.
- Possibilidade de configurar diversos níveis de segurança.
- Permite o endereçamento automático dos dispositivos.
- Possibilidade de confirmação de mensagens.
Camada MAC
Camada NWK
Camada de Aplicação
Esta camada tem a função de garantir uma gestão correta e um suporte fiável para as diversas aplicações.
Estrutura das Mensagens ZigBee
Tipos de Mensagens
Usos do Protocolo ZigBee
Entretenimento doméstico e controle - Domótica, iluminação inteligente, controle de temperatura avançada, segurança, filmes e músicas. Redes de Sensores Sem Fio - Controle industrial, sensoriamento, coleta de dados médicos, alerta de eventos, automação predial. O padrão Zigbee é usado para aplicações para a Internet das Coisas, já que envolve o uso de tecnologias diversas como redes de sensores sem fio, com o objetivo de interagir com dispositivos conectados de qualquer local onde possua um ponto de acesso a internet.
Guilherme Morávia Soares de Matos, Doutor e Mestre em Tratamento da Informação Espacial, afirma que a arquitetura de aplicações de IoT envolve tecnologias como redes de sensores sem fio, protocolos ZigBee e IEEE 802.15.4 tecnologias que possibilitam a interação entre o mundo real e o mundo digital. Matos diz ainda que o uso de tais tecnologias irá promover uma crescente integração operacional com a TI devido ao emprego de sensores e controladores e a utilização de modelos de sistemas e processos típicos da TI tradicionais em sistemas de automação industrial.Módulos XBee
Os módulos XBee são compostos, basicamente, por um microcontrolador e um transceptor. O microcontrolador contém o firmware com a implementação do protocolo ZigBee e a especificação do comportamento do dispositivo (Coordenador, Roteador ou Dispositivo Final).
Configurações do módulo XBee
Cada dispositivo possui dois endereços, o MY (16 bits) e o Número Serial (64 bits). O MY é o endereço de rede, variável, e é distribuído automaticamente pelo coordenador assim que o nó entra na rede. Uma analogia interessante é associar o endereço MY com o endereço IP nas redes TCP/IP com DHCP, em que cada máquina recebe um endereço automaticamente. Já o Número Serial é único e invariável para cada dispositivo fabricado (semelhante ao endereço MAC das placas de rede Ethernet).
No parâmetro Channel ID, podemos escolher o canal de comunicação utilizado. Os parâmetros XBee Retries (RR) e o Node Discover Time (NT), correspondem, respectivamente, ao número de tentativas máximo que o módulo faz para enviar um dado e ao tempo máximo que o módulo procura por outros nós na rede em que se insere.
Os parâmetros na pasta Sleep Modes referen-se a opções de consumo energético. Nestes parâmetros são definidos os modos de Sleep do XBee de modo a minimizar o consumo energético. Além disso, pode-se ainda configurar o tempo durante o qual o módulo fica ativo antes de entrar no modo de Sleep selecionado.
Desvantagens do padrão Zigbee
Devido a banda de frequência ser concorrente com o padrão IEEE 802.11, podem existir interferências caso as duas redes operem na mesma região, necessitando de um projeto bem concebido para evitar transtornos inerentes a essas interferências.
Conclusão
Devido as especificações do padrão Zigbee e também ao crescente uso de tecnologias que envolvem redes sem fio, é previsível um aumento significativo no uso do padrão em diferentes setores. A forte tendência da IOT e a entrada da tecnologia de sensoriamento e controle em diferentes setores, impulsionará o desenvolvimento de diferentes produtos que atendam as necessidades dos diferentes setores. Assim, a presença da TI e o uso do padrão Zigbee tende a crescer nos próximos anos, fomentando a qualificação de profissionais para atender a demanda do mercado.
Referências Bibliográficas
- De Matos, Guilherme Morávia Soares. Desenvolvendo aplicações para o mundo físico. Revista Fonte - TI para a Gestão Pública. Dezembro 2013. http://www.prodemge.mg.gov.br/revista-fonte Acesso em 15/10/2014.
- Zigbee - Uma Abordagem Prática. Mário Saleiro e Emanuel Ey. Universidade do Algarve. http://lusorobotica.com/ficheiros/Introducao_ao_Zigbee_-_por_msaleiro.pdf. Acesso em 20/09/2014.
- Zigbee - http://www.gta.ufrj.br/grad/10_1/zigbee/padrao.html. Acesso em 03/10/2014.
- Monsignore, Ferdinando. Sensoriamento de ambiente utilizando o padrão Zigbee. Dissertação Escola de Engenharia da USP. 2007.
- Digi, Manual dos Módulos Xbee. http://ftp1.digi.com/support/documentation/90000976_V.pdf. Acesso em 18/10/2014.
- IPV6.br, Redes ZigBee e sua integração à Internet e redes IPv6. http://ipv6.br/zigbee-usa-agora-6lowpan-sua-proxima-lampada-tera-ipv6/, acesso em 18/10/2014.