No sabes lo que es ZigBee mejor entra

Hola a todos, este es mi segundo post, queria compartir con ustedes informacion de ZigBee, para que todos sepan que es y las ventajas que tiene...

ZigBee ha sido desarrollado para satisfacer la creciente demanda de capacidad de red inalámbrica entre varios dispositivos de baja potencia, con pequeños transmisores en cada dispositivo, lo que permite la comunicación entre dispositivos a un ordenador central.

Los encargados de desarrollar el estándar necesario para llevar a cabo este sistema, es un grupo de trabajo llamado Alianza ZigBee (ZigBee Alliance) el cual está formado por varias industrias, sin fines de lucro, la mayoría de ellas fabricantes de semiconductores. La alianza de empresas está trabajando conjuntamente con IEEE para asegurar una integración, completa y operativa. Esta alianza en las cuales destacan empresas como Invensys, Mitsubishi, Philips y Motorota trabajan para crear un sistema estándar de comunicaciones, vía radio y bidireccional, para usarlo dentro de dispositivos de automatización hogareña (domótica), de edificios (inmótica), control industrial, periféricos de PC, sensores médicos, etc.




Especificamente ZigBee es el nombre de la especificación de un conjunto de protocolos de alto nivel de comunicación inalámbrica para su utilización con radiodifusión digital de bajo consumo, basada en el estándar IEEE 802.15.4 de redes inalámbricas de área personal (Wireless Personal Area Network, WPAN).

Su objetivo son las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras con baja tasa de envío de datos y maximización de la vida útil de sus baterías, además de tratar de solucionar los problemas de interoperabilidad y costos de los protocolos propietarios en las aplicaciones de domótica (home automation).

Comparacion con Bluetooth...

Haciendo referencia a la diferencia de velocidades, Bluetooth se usa para aplicaciones con mayor carga de información para transmitir, como por ejemplo para teléfonos móviles e informática de hogar, tiene como objetivo acabar con el cableado entre los dispositivos que están muy cerca entre sí, por ejemplo, entre el teléfono móvil y un ordenador portátil o de escritorio o una impresora y una PC.

La velocidad de ZigBee se hace insuficiente para estas tareas, desviándolo a usos tales como la domótica, productos dependientes de baterías, artículos de juguetería y sensores médicos, en los cuales la transferencia de datos es menor. Éste último caso de utilización de ZigBee garantiza que será un medio idóneo para nuestro proyecto que se basa en la transmisión de datos a partir de medidas capturadas por parte de un conjunto de sensores.

Tabla comparativa:



Tipos de dispositivos en ZigBee:

Se definen tres tipos distintos de dispositivo ZigBee según su papel en la red:

Coordinador ZigBee (ZigBee Coordinator, ZC). El tipo de dispositivo más completo. Debe existir uno por red. Sus funciones son las de encargarse de controlar la red y los caminos que deben seguir los dispositivos para conectarse entre ellos.
Router ZigBee (ZigBee Router, ZR). Interconecta dispositivos separados en la topología de la red, además de ofrecer un nivel de aplicación para la ejecución de código de usuario.
Dispositivo final (ZigBee End Device, ZED). Posee la funcionalidad necesaria para comunicarse con su nodo padre (el coordinador o un router), pero no puede transmitir información destinada a otros dispositivos. De esta forma, este tipo de nodo puede estar dormido la mayor parte del tiempo, aumentando la vida media de sus baterías. Un ZED tiene requerimientos mínimos de memoria y es por tanto significativamente más barato.

Como ejemplo de aplicación en Domótica, en una habitación de la casa tendríamos diversos Dispositivos Finales (como un interruptor y una lámpara) y una red de interconexión realizada con Routers ZigBee y gobernada por el Coordinador.
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Funcionalidad:

Basándose en su funcionalidad, puede plantearse una segunda clasificación:
Dispositivo de funcionalidad completa (FFD): También conocidos como nodo activo. Es capaz de recibir mensajes en formato 802.15.4. Gracias a la memoria adicional y a la capacidad de computar, puede funcionar como Coordinador o Router ZigBee, o puede ser usado en dispositivos de red que actúen de interfaz con los usuarios.
Dispositivo de funcionalidad reducida (RFD): También conocido como nodo pasivo. Tiene capacidad y funcionalidad limitadas (especificada en el estándar) con el objetivo de conseguir un bajo coste y una gran simplicidad. Básicamente, son los sensores/actuadores de la red.

Un nodo ZigBee (tanto activo como pasivo) reduce su consumo gracias a que puede permanecer dormido la mayor parte del tiempo (incluso muchos días seguidos). Cuando se requiere su uso, el nodo ZigBee es capaz de despertar en un tiempo ínfimo, para volverse a dormir cuando deje de ser requerido. Un nodo cualquiera despierta en aproximadamente 15 ms. Además de este tiempo, se muestran otras medidas de tiempo de funciones comunes:
Nueva enumeración de los nodos esclavo (por parte del coordinador): aproximadamente 30 ms.
Acceso al canal entre un nodo activo y uno pasivo: aproximadamente 15 ms.

Topologias de red soportadas por ZigBee:

En la topología en estrella, la cual se muestra en la siguiente Figura, todos los dispositivos en la red sólo pueden comunicarse con el coordinador PAN. Un caso típico en la formación de una red en estrella es que un dispositivo FDD programado para ser un coordinador PAN se activa y comienza a establecer su red. Lo primero que hace el coordinador PAN es seleccionar un identificador único el cual no es utilizado por cualquier otra red dentro del radio de cobertura de ese dispositivo, en otras palabras, se asegura que el identificador no sea utilizado por cualquier otra red cercana.

Topologia de estrella:


En una topología de punto a punto, cada dispositivo puede comunicarse directamente con cualquier otro dispositivo, si estos se encuentran lo suficientemente cerca como para establecer un vínculo de comunicación con éxito. Cualquier dispositivo FFD en una red de punto a punto puede tomar el papel de coordinador PAN, una forma de decidir cual dispositivo sera el coordinador PAN es tomar el primer dispositivo FFD que empiece una comunicación como coordinador PAN. En una red de punto a punto, todos los dispositivos que participan en la transmisión de mensajes son del tipo FFD, ya que los RFD nos son capaces del envío de mensajes, sin embargo los RFD pueden ser parte de la red y comunicarse sólo con un dispositivo en particular (un coordinador o un router) en la red.

Topologia de malla:


Una red punto a punto puede tomar diferente formas mediante la definición de las restricciones de los dispositivos que pueden comunicarse entre sí. Si no hay ninguna restricción, la red punto a punto es conocida como una topología de malla. Otra forma de red punto a punto que ZigBee soporta es una topología de árbol. En este caso, un coordinador de ZigBee (coordinador del PAN), establece la red inicial. Los routers ZigBee son los encargados de formar las ramas y transmitir los mensajes. Los dispositivos finales ZigBee (ZigBee end devices) actúan como hojas del árbol y no participan en el enrutamiento de mensajes.

En la siguiente figura se muestra un ejemplo de cómo transmitir un mensaje puede ayudar a ampliar el alcance de la red e incluso esquivar las barreras que se presenten en el camino. Por ejemplo, el dispositivo A tiene que enviar un mensaje al dispositivo B, pero hay una barrera entre ellos que es difícil de penetrar para la señal. La topología de Árbol ayuda a transmitir el mensaje alrededor de la barrera y poder llegar dispositivo B.
Esto se conoce como salto múltiple (multihopping) debido a que un mensaje realiza saltos de un nodo a otro hasta llegar a su destino.

Topologia de árbol:


Acá les dejo un resumen...

Características:

· ZigBee, también conocido como "HomeRF Lite", es una tecnología inalámbrica con velocidades comprendidas entre 20 kB/s y 250 kB/s.
· Los rangos de alcance son de 10 m a 75 m.
· Puede usar las bandas libres ISM (6) de 2,4 GHz (Mundial), 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.
· Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado con dos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 años.
· La fabricación de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analógicos de los que se necesitan habitualmente.
· Diferentes tipos de topologías como estrella, punto a punto, malla, árbol.
· Acceso de canal mediante CSMA/CA(7) (acceso múltiple por detección de portadora con evasión de colisiones).
· Escalabilidad de red -- Un mejor soporte para las redes más grandes, ofreciendo más opciones de gestión, flexibilidad y desempeño.
· Fragmentación -- Nueva capacidad para dividir mensajes más largos y permitir la interacción con otros protocolos y sistemas.
· Agilidad de frecuencia -- Redes cambian los canales en forma dinámica en caso que ocurran interferencias.
· Gestión automatizada de direcciones de dispositivos - El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestión de red agregada y herramientas de configuración.
· Localización grupal -- Ofrece una optimización adicional de tráfico necesaria para las grandes redes.
· Puesta de servicio inalámbrico -- El conjunto fue mejorado con capacidades seguras para poner en marcha el servicio inalámbrico.
· Recolección centralizada de datos -- El conjunto fue sintonizado específicamente para optimizar el flujo de información en las grandes redes.

Ventajas:

· Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto
· Diseñado para el direccionamiento de información y el refrescamiento de la red.
· Opera en la banda libre de ISM 2.4 Ghz para conexiones inalámbricas.
· Óptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos.
· Alojamiento de 16 bits a 64 bits de dirección extendida.
· Reduce tiempos de espera en el envío y recepción de paquetes.
· Detección de Energía (ED).
· Baja ciclo de trabajo - Proporciona larga duración de la batería.
· Soporte para múltiples topologías de red: Estática, dinámica, estrella y malla.
· Hasta 65.000 nodos en una red.
· 128-bit AES de cifrado - Provee conexiones seguras entre dispositivos.
· Son más baratos y de construcción más sencilla.

Desventajas:

· La tasa de transferencia es muy baja.
· Solo manipula textos pequeños comparados con otras tecnologías.
· Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en todos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferencia, ni la misma capacidad de soporte para nodos.
· Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalámbricas de tipo WPAN.

Bueno esto es todo, cualquier cosa me consulta si quieren mas información o algo... yo esto lo estoy usando para mi trabajo final de carrera para recibirme de Ingeniero Electronico.

La fuente es variada, esto lo saque de mi Borrador del Informe de mi trabajo final, pero alguna info la saque de Wikipedia, utillice los siguientes libros tambien:
Zigbee Wireless Networking - Drew Gislason.
Zigbee Wireless Networks and Transceivers - Shahin Farahani.
HANDS-On ZigBee Implementing 802.15.4 with Microcontrollers - ZigBee Alliance.

ademas tambien saque info del Estándar de la IEEE 802.15.4...

Gracias por comentar....





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