XBee

ZIGBEE E XBEE

As Redes de Sensores Sem Fio constituem uma tecnologia emergente, que vêm proporcionando um crescimento significativo das perspectivas industriais e científicas em todo o mundo. A capacidade de monitorar e controlar o ambiente, aliada a um baixo consumo de energia, permite a aplicação da tecnologia em diversos setores da sociedade. Assim, o uso de sensores sem fio com o objetivo de monitorar e controlar um determinado ambiente é uma forte tendência para os próximos anos.

TOPOLOGIA DA REDE A topologia de rede implementada no trabalho foi topologia em estrela. Nesta topologia o Coordenador tem todo o controle da rede, assumindo um papel central e fazendo a comunicação direta com todos os dispositivos Endpoint. O Coordenador tem a função de iniciar toda a rede e manter todos os dispositivos associados dentro da rede. Toda a informação transmitida tem que passar pelo Coordenador.

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).

Recebimento e teste dos componentes

Foram recebidos (em 07/08/2014) para o desenvolvimento do projeto os seguintes componentes:

4 Arduino Uno;
3 cabos conexão Arduino/USB;
4 Shields conexão Arduino/XBee;
4 XBee S2;
2 Adaptadores XBee/USB com cabo;
2 Módulos Bluetooth.

Após o recebimento e marcação dos componentes foram realizados os seguintes testes:

01 - Alimentação 5V por USB do computador;
02 - Alimentação 12V por fonte 12Vcc 1A;
03 - Gravação de código com instruções no micro-controlador;
04 - Leitura do pino analógico A0; (Tensão variável provocada por um photo-resistor)
05 - Escrita no pino D10; (Foi aceso um LED no pino)
06 - Escrita no pino D13; (Verificação do LED do pino 13 da placa)
07 - Comunicação com o módulo Bluetooth usando os pinos 8 e 9;
08 - Alimentação do módulo Bluetooth no pino 3,3V;
09 - Alimentação do circuito com photo-resistor usando o pino 5V;
10,11,12 - Foram iniciados os primeiros testes de comunicação em diferentes modos. Os procedimentos e resultados são detalhados abaixo.

CONFIGURANDO O MÓDULO XBEE

O Coordenador foi configurado em modo API com os parâmetros mostrados na figura abaixo.

Testes de comunicação

Foram realizados testes de comunicação entre o Coordenador e os End Device em diferentes modos. AT-AT, API-AT E API-API. Os testes foram satisfatórios nos dois primeiros modos. Porém nos primeiros testes no modo API-API os End Device recebiam as mensagens apenas quando enviadas como BROADCAST.

Na imagem abaixo é possível visualizar o recebimento de pacotes pelos End Device em modo AT e em modo API. O Coordenador enviava pacotes para três diferentes XBee, em diferentes modos de operação e então enviava pacotes broadcast. Apenas os pacotes que eram enviados como broadcast foram recebidos.

Em seguida foram ajustadas novamente as configurações e realizado o passo da figura abaixo. Quando executado esse passo, o Coordenador configura a rede e distribui os endereços MY entre os dispositivos finais.

Abaixo é possível verificar a mudança nos parâmetros dos dispositivos finais após formada a rede pelo Coordenador.

Após formada a rede, foi possível a transmissão de mensagens tanto para um determinado dispositivo final como broadcast.

XBee

Configurações de Jumper:

O Xbee Shield tem dois jumpers (as pequena capinhas de plástico removível que se encaixam em dois dos três pinos rotulados Xbee/USB). Eles determinam como a comunicação serial do Xbee se conecta à comunicação serial entre o microcontrolador (ATmega8 ou ATmega168) e o chip FTDI USB-to-serial na placa Arduino.

Com os jumpers na posição Xbee (isto é, encaixados nos dois pinos no lado interior da placa), o pino DOUT do módulo Xbee está ligado ao pino RX do microcontrolador; e DIN está ligado a TX. Note que os pinos RX e TX do microcontrolador estão ainda ligados aos pinos TX e RX (respectivamente) do chip FTDI – os dados enviados a partir do microcontrolador serão transmitidos ao computador via USB, bem como estão sendo enviado sem fio pelo módulo Xbee. O microcontrolador, no entanto, só será capaz de receber dados a partir do módulo Xbee não, através da USB do computador.

Com os jumpers na posição USB (isto é, encaixados nos dois pinos mais próximos da borda da placa), o pino DOUT do módulo Xbee está ligado ao pino RX do chip FTDI, e o DIN no módulo Xbee está ligado ao pino TX do chip FTDI. Isto significa que o módulo Xbee podem se comunicar diretamente com o computador – no entanto, isso só funciona se o microcontrolador foi removido da placa Arduino. Se o microcontrolador é deixado na placa Arduino, será capaz de falar com o computador normalmente via USB, mas nem o computador nem o microcontrolador serão capazes de falar com o módulo de Xbee.