ZigBee

Por:Thiago Soares de CarvalhoFernando Sampaio Pereira dos Anjos

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

Introdução

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

ZigBee Alliance

Fig. 1Algumas empresas participantes da ZigBee Alliance

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

Arquitetura

A arquitetura do ZigBee foi desenvolvida em camadas. Cada uma com funções específicas que são utilizadas pelas camadas superiores.

São elas:

Camada Física (PHY) Camada de Controle de Acesso ao Meio (MAC) Camada de Rede (NWK) Camada de Suporte a Aplicação (APS) Camada de Aplicação (AF)

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

Arquitetura

Fig 2.Camadas do padrão ZigBee

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

Características

O padrão ZigBee apresenta as seguintes características:

Baixo consumo de energia Implementação simples Atua em diferentes freqüências Confiabilidade na transferência de dados Diversas topologias de rede Taxas de transferência relativamente baixas Possibilidade de muitos dispositivos conectados a rede Alcance de transmissão de 10 a 100 metros

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

Tipos de Dispositivos

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

O padrão ZigBee apresenta os seguintes tipos de dispositivos:

• Dispositivo de função completa (FFD – Full-Function Device).• Dispositivo de função reduzida (RFD – Reduced-Function Device).

Funções:

• ZC - ZigBee Coordinator (Coordenador ZigBee) • ZR - ZigBee Router (Roteador ZigBee) • ZED - ZigBee End Device (Dispositivo Final ZigBee)

Topologias de Redes

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

•Estrela: Simplicidade

•Árvore: Alcance

•Malha: Flexibilidade e alcance

Nas redes ZigBee são possíveis as seguintes Topologias:

Fig 3.Topologias de redes

Tipos de Tráfegos

ZigBee suporta alguns tipos de dados, que exigem atributos diferentes da camada MAC. O padrão IEEE 802.15.4 assegura o transporte dos seguintes tipos de dados: 

Dados periódicos

Dados intermitentes

Dados provenientes de dispositivos repetitivos de baixa latência

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

Bluetooth

- Sincronia de PCs, telefones celulares e PDAs;

- Aplicações de áudio com fone sem fio;

- Transferência de arquivos entre PCs, PDAs e impressoras.

ZigBee

- Controles;

- Rede de sensores;

- Redes com um número grande de dispositivos;

- Aplicações com pequenos pacotes de dados;

- Aplicações onde o uso de bateria é crítico.

Utilidades das tecnologias

ZigBee x BluetoothAlgumas diferença entre as tecnologias

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

Fig 4.

Aplicações

Exemplo de aplicação:

Caderno Link do Estadão [19/09/05] - “Sistema controla aparelhos da casa via celular”

Nokia + Mitsubishi + Freescale + Compera

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

Conclusão

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

A crescente busca por tecnologias sem fio mostra a tendência do futuro das redes. Nesse âmbito, modelos diferentes vêm para atender necessidades distintas. ZigBee parece ser um modelo forte por ser eficiente e por ser fruto de um investimento conjunto de grandes empresas.

Referências Bibliográficas

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

http://www.zigbee.orghttp://en.wikipedia.org/wiki/ZigBeehttp://www.tutorial-reports.com/wireless/zigbee/http://www.palowireless.com/zigbee/whatis.asphttp://www.wisegeek.com/what-is-zigbee.htmhttp://www.maxstream.net/wireless/zigbee.phphttp://www.networkworld.com/details/6549.htmlhttp://rfdesign.com/next_generation_wireless/who-needs-zigbee/http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialzigbee/pagina_1.asphttp://www.metrored.com.br/artigos/artigo_zigbee.phpwww.gta.ufrj.br/~luish/CPE825/2006/resumos/TrabalhoZigbee.pdfZigbee “Wireless Control That Simply Works” - William C. CraigE Books Zigbee Techonline - Zigbee Wireless Technology IEEE 802.15.4 y ZIGBEE – Maynej

Perguntas

1) Para quais tipos de aplicações o ZigBee é apropriado ?

2) Quais as principais funções da camada de rede (NWK) ?

3) Explique o motivo do baixo consumo de energia dos dispositivos ZigBee.

4) O que são dispositivos FFD e RFD de uma rede Zigbee ?

5) Quais as topologias que podemos encontrar em uma rede ZigBee ?

UFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroUFRJ – Universidade Federal do Rio de JaneiroRedes de Computadores I – Prof. Redes de Computadores I – Prof. Otto Carlos M. B. DuarteOtto Carlos M. B. Duarte

FIM

Obrigado pela atenção !!!