Introducción a Bluetooth y Zigbee

REDES INALÁMBRICAS PARA ACCESO A REDES INALÁMBRICAS PARA ACCESO A REDES DE DATOSREDES DE DATOSREDES DE DATOSREDES DE DATOS

Comunicaciones móvilesComunicaciones móvilesComunicaciones móvilesComunicaciones móviles

Ing. Ing. EspEsp. W. Fabián Chaparro Becerra. W. Fabián Chaparro Becerra

Esp .W. Fabián Chaparro Becerra – [email protected]

TECNOLOGIAS WPANTECNOLOGIAS WPAN

Las personas están optandop pcada vez más para que elInternet conduzca sustransacciones de negociocotidianas así como parapermanecer en contacto consus amigos y asociados. Eld i i t d t l íadvenimiento de tecnologías

sin hilos y su coste bajo hahecho establecimiento de unared personal sin hilos muyred personal sin hilos muypopular. Examinar lastecnologías usadas en redesde área personal sin hilos yde área personal sin hilos yentender sus parámetos seráde gran ayuda mientras sediseña una red sin hilospersonal.


INTRODUCCION A BLUETOOTHINTRODUCCION A BLUETOOTH

Bl t th t l í i hil f ilit l i ió d tBluetooth es una tecnología sin hilos que facilita la comunicación de cortoalcance entre los dispositivos, tales como ordenadores personales, lascomputadoras portátiles, los teléfonos portátiles, y las consolas del juego,creando así una red de área personal sin hilos (WPAN). La voz y los datosp ( ) yson intercambiados por estos dispositivos en 2.4 gigahertz dentro de unradio de acción de aproximadamente 10 metros. Los dispositivos deBluetooth funcionan en los niveles muy de baja potencia deaproximadamente 2 5 mWaproximadamente 2.5 mW.


EVOLUCION DE BLUETOOTHEVOLUCION DE BLUETOOTH

La rimera es ecificación de Bl et th f e desarr llada en 1994 f rmali ada r el r La primera especificación de Bluetooth fue desarrollada en 1994 y formalizada por el grupode interés especial de Bluetooth (SIG) en 1998.

Las versiones 1.0 y 1.0B “1Mbit/s” de Bluetooth tenían varias ediciones al conectar con otrosdispositivos. Estas ediciones fueron superadas con el lanzamiento de la versión 1.1.L ó 1 2 ó d d á l “A 1 5 Mb / ” ó La versión 1.2 permitió tasas de datos más altas “Aprox. 1.5 Mbit/s” y mejoró resistencia ainterferencia de la radiofrecuencia (IRF).

La versión 2.0 siguió 1.2 con una tasa de datos que era más rápida. “3 Mbit/s” El consumo deenergía era también más bajo.

La versión 3.0, la última versión, fue lanzada por el grupo de interés especial de Bluetooth(SIG) el 21 de abril de 2009. Tiene varias características que permitan la transferencia de altavelocidad “Aprox. 24 Mbit/s” de datos voluminosos y ofrece seguridad realzada.


TIPOS DE REDES BLUETOOTHTIPOS DE REDES BLUETOOTH

Se crea una red de Bluetoothcuando se conecta un dispositivo deBluetooth con otro Un máximo deBluetooth con otro. Un máximo deocho dispositivos de Bluetooth sepuede conectar el uno al otro a lavez. Una conexión de dos a ochodi iti Bl t th itiddispositivos Bluetooth-permitidosse conoce como piconet. UnaPiconet tiene una configuración enestrella, en la cual el dispositivopsituado en el centro actúa comomaestro, mientras que el resto delos dispositivos funcionan comoesclavos Un maestro puede serviresclavos. Un maestro puede servirhasta un máximo de siete esclavos.Si necesita comunicarse con otroesclavo, el maestro manda a algunosd l di i i ili ide los dispositivos auxiliares activospara cambiar a un modo de bajapotencia.


TIPOS DE REDES BLUETOOTHTIPOS DE REDES BLUETOOTH

P d h b d d á i iPuede haber casos cuando dos o más piconets necesitancomunicarse una con otra. Cuando se presentan talessituaciones, Bluetooth define un nuevo tipo de la red,

id l i iconocido como el scatternet, para sostener comunicaciones.Un scatternet es un racimo de dos o más piconets con undispositivo de Bluetooth, ahora llamado el nodo del puente,i d l d i El d d l dinterconectando las dos piconets. El nodo del puente puedeactuar como esclavo en un piconet y como maestro en otro.


CONECTIVIDAD BLUETOOTHCONECTIVIDAD BLUETOOTH

L di iti d Bl t th tili d di i t ti ióLos dispositivos de Bluetooth utilizan dos procedimientos, petición ypaginación, para instalar una conexión uno a otro. Un dispositivo deBluetooth utiliza el procedimiento de la petición para explorar un piconet ypara descubrir los dispositivos activos, si los hay. El dispositivo entoncesp p y putiliza el procedimiento de la paginación para establecer una conexión conel dispositivo activo. El dispositivo que envía un mensaje de la paginación esel maestro, y el dispositivo que reconoce el mensaje es el esclavo. En casode necesidad los papeles pueden ser intercambiados Después dede necesidad, los papeles pueden ser intercambiados. Después deestablecer una conexión, el dispositivo principal continuará explorando paramás dispositivos y enviándoles mensajes de la paginación.


BAJA POTENCIA ENBAJA POTENCIA EN BLUETOOTHBLUETOOTH

Los modos de baja potencia son utilizados por los dispositivos deBluetooth para conservar energía y para ampliar vida de la batería.p g y p pCuando no están en un piconet, los dispositivos de Bluetoothcambiarán a uno de los tres modos de baja potencia.

INTRODUCCIONINTRODUCCION A A REDESREDES DE DE SENSORESSENSORES INALAMBRICOSINALAMBRICOS

Las redes sin hilos de sensoresson las redes que consisten endispositivos de baja potencia;p j p ;son sensores con capacidadesde hacer una funcióndeterminada y se diseñansobre todo para los usos quesobre todo para los usos quedemanden la utilización depocos datos y QoS aceptable.Estos dispositivos sensores se

dconocen como nodos, yconectan con otros paraformar una red concaracterísticas de estrella odel acoplamiento. Éstos sonsensores que pueden detectarciertas variables y comunicarparámetros sobre una variedadparámetros sobre una variedadde fenómenos, tales comotemperatura, presión, ohumedad.Esp .W. Fabián Chaparro Becerra – [email protected]

INTRODUCCIONINTRODUCCION A A REDESREDES DE DE SENSORESSENSORES INALAMBRICOSINALAMBRICOSINTRODUCCIONINTRODUCCION A A REDESREDES DE DE SENSORESSENSORES INALAMBRICOSINALAMBRICOS

Los dispositivos sin cablesde comunicación para el

t mbiésensor son tambiéncapaces de almacenar datosy de procesar señales. Seutilizan para el cuidadoutilizan para el cuidadomédico ambiental, agrícola,la detección adeterminadas distancias, ydeterminadas distancias, ylos propósitos propios dela vigilancia. Son tambiénampliamente utilizados enpusos militares, donde losdispositivos son arrojadossobre el territorio enemigo

i l ipara supervisar cualquiermovimiento o paralocalizar minas en tierra.

COMUNICACIONCOMUNICACION EN EN REDESREDES DE DE SENSORESSENSORES INALAMBRICOSINALAMBRICOSL d lá b dLas redes inalámbricas desensores se utilizan sobre todopara la detección y la divulgaciónde un acontecimiento. Cadanodo en una red contiene unsensor, una unidad de proceso,una batería, y un interfaz deradio. Un nodo detecta unradio. Un nodo detecta uncambio en la característica de unfenómeno tal comotemperatura, la presión, ohumedad en un áreahumedad en un áreadeterminada. Después procesa laseñal y la transmite a un nodovecino a través de su interfaz deradioradio.

La señal entonces enruta la información a través de varios nodos a una unidad central de proceso conocida como fuente. La fuente actúa como interfaz entre la red inalámbrica del sensor y las redes externas. Los datos, y ,que se recogen de varios nodos se recuperan en el nodo fuente para la transformación posterior “procesamiento”.


CARACTERÍSTICAS DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS REDESREDES DE DE SENSORESSENSORES INALAMBRICOSINALAMBRICOS

Las múltiples características de las redes inalámbricas de sensores,ppermiten apoyar una amplia gama de usos tecnólogicos.


VENTAJASVENTAJAS DE DE REDESREDES DE DE SENSORESSENSORES INALAMBRICOSINALAMBRICOS

L d dLas redes de sensoresinalámbricos ofrecen variasventajas comparadas con otrasredes. Ofrecen mayor cobertura,redes. Ofrecen mayor cobertura,exactitud, y redundancia a uncosto más bajo. Los dispositivosson sencillos de configurar, deuna misma forma Cuando seuna misma forma. Cuando sedespliegan estos dispositivos,forman una red de acoplamientoo de estrella propio. Estosdispositivos requieren unmantenimiento periódico. Sondispositivos de baja potencia ytienen una vida de batería hastatienen una vida de batería hastade un año. Las redes no son muycomplejas, y los costos de lainfraestructura implicados sonbajosbajos.


INTRODUCCIONINTRODUCCION A A ZIGBEEZIGBEE

IEEE 802.15.4 es un estándarifi d l IEEEespecificado por el grupo IEEE-

802.15. Describe lascaracterísticas de comprobacióny de la capa de acceso MAC dey puna red inalámbrica de sensores.El estándar 802.15.4 permite alos dispositivos comunicarse conotros dispositivos sobre radiootros dispositivos sobre radiofrecuencia. El estándar especificaque las bandas de frecuencia noson licenciadas y por ende que

d ili d L b dpueden ser utilizadas. Las bandasde frecuencia incluyen 2.400-2.484 Ghz mundiales, 902-928MHz en Norteamérica, y 868.0-, y868.6 MHz en Europa.



ZigBee es una especificación basada en el estándar de IEEE 802.15.4 para lasredes de sensores inalámbricos. Fue publicado por un grupo de compañíasconocidas como la alianza de ZigBee Es una especificación global que ofrececonocidas como la alianza de ZigBee. Es una especificación global que ofreceuna opción confiable, rentable, y de baja potencia para las redes no guiadasimplicadas en actividades de supervisión y del control. Mientras que IEEE802.15.4 proporciona las especificaciones para la comprobación y las capas delacceso MAC ZigBee agrega mayor redundancia a esto y ofrece una soluciónacceso MAC, ZigBee agrega mayor redundancia a esto y ofrece una solucióncompleta del establecimiento de una red desarrollando las otras capassuperiores también.


Hasta 65.536 nodos puedent d d d


ser parte de una red deZigBee, que pueden apoyar avarias topologías de la red,tales como una red estática,,dinámica y estrella. Utiliza 128bits el cifrado “AES” y, por lotanto, proporciona unaconexión segura entre losconexión segura entre losnodos. Usando ZigBee, lasredes inalámbricas se puedenconstruir a un precio bajo conl d ilos nodos que requierenenergía de batería mínima parasu funcionamiento. Por lotanto, estas redes pueden, pfuncionar por un período detiempo más largo sin ningunarecarga.


APLICACIONESAPLICACIONES DE DE ZIGBEEZIGBEE

Los usos de ZigBee se utilizan endiversos campos sobre la plataformadiversos campos sobre la plataformainalámbrica. Las tecnologías de ZigBeese están adoptando en el mercado de laautomatización porque los dispositivosde ZigBee requieren de bajode ZigBee requieren de bajomantenimiento y tienen una vida muylarga de batería. Esta característica esconveniente para la mayoría deaplicaciones en el hogar la industria yaplicaciones en el hogar, la industria,yde los sistemas comerciales ó en laautomatización de edificios. Otrossistemas del uso de ZigBee incluyen lasupervisión de usos tales comosupervisión de usos tales comocontroles de iluminación, humo, losdetectores del CO2, y los controles decalefacción. ZigBee se puede tambiénutilizar en dominios del cuidado médicoutilizar en dominios del cuidado médicopara supervisar y para divulgar losparámetros de la salud de un paciente.Las aplicaciones electrónicas talescomo el telecontrol de la TV o de DVDcomo el telecontrol de la TV o de DVDtambién utilizan esta tecnología para lacomunicación.


TECNOLOGIASTECNOLOGIAS EMERGENTESEMERGENTES WPANWPAN

Ultra-wideband (UWB) es una tecnología inalámbrica usada en WPANs para( ) g pcomunicarse sobre distancias cortas a las altas velocidades de cerca de 480 Mbps. Lostransmisores de UWB envían ráfagas de señales de radiofrecuencia bajo la forma depulsos. Estas ráfagas tienen niveles de muy baja potencia y duran por cerca de 30picosegundos. Las ráfagas se irradian hacia un receptor usando una porción grandedel espectro electromagnético con ancho de banda cercano a los 500 MHz. Cadatransmisor de UWB transmite estos pulsos con tiempo establecido único. Esteti ú i d l t id tifi l t i L i t d UWBtiempo único ayuda al receptor para identificar al transmisor. Los sistemas de UWBson muy seguros porque transmiten los pulsos de baja potencia, que son virtualmenteindetectables.


ALIANZAALIANZA WIMEDIAWIMEDIA

La alianza de WiMedia es unaLa alianza de WiMedia es unaorganización no lucrativa global quedefine, certifica, y apoya la puesta enpráctica y la estandarización rápida desoluciones de alta velocidad de WPANque utilizan UWB. La alianza deWiMedia tiene como objetivo elproporcionar un canal neutro y de unproporcionar un canal neutro y de unforo abierto para establecer requisitos,especificaciones, y las mejoresprácticas para los dispositivos UWB-basados Cerca de 350 organizacionesbasados. Cerca de 350 organizacionesalrededor del mundo, incluyendolíderes de fábricas en sectoresimportantes están relacionados apUWB; compañías principales desemiconductores, son miembros deesta organización.


ALIANZAALIANZA WIMEDIAWIMEDIA

WiMedia es la marca dada a la plataforma de radio común de UWB quepermite transferencias de alta velocidad, de baja potencia de los medios dela comunicación en un WPAN. La alianza de WiMedia está apuntando parala ultra comunicación de baja potencia para usos móviles, acordes al usodel espectro para conformidad reguladora mundial, y las velocidadesesperadas están más arriba de 480 Mbps para comunicaciones de video.


APLICACIONESAPLICACIONES UWBUWB

UWB lt t i t d t f i dUWB es altamente conveniente para usos de transferencia dearchivos multimedia en un WPAN, esto porque puede transferir lainformación en distancias cercanas a alta velocidad. UWB se puedeutilizar para transferir datos de las centrales digitales a lasutilizar para transferir datos de las centrales digitales a lascomputadoras o a las impresoras, como archivos de audio/video. Latransferencia a partir de un teléfono a la matriz de otro. Puedetambién ser utilizado en centros de control de vehículos. UWBtambién se está utilizando para sistemas RADAR y otros usos para lalocalización con precisión (Usos militares).


WWirelessirelessHDHD

WirelessHD es n r de interés es ecial e define laWirelessHD es un grupo de interés especial que define laespecificación para la generación siguiente de la interfaz digitalde alta definición inalámbrica denotada como de multi-gigabitinteroperable. Esta especificación se piensa para proveer aconsumidores conectividad inalámbrica entre una fuente digitalconsumidores conectividad inalámbrica entre una fuente digitaly un dispositivo como un DVD, una cámara fotográfica, o unpc y un dispositivo de entretenimiento como un HDTV. Losusuarios también pueden compartir la información entre estosdispositivos sobre el medio no alámbrico. WirelessHD ofrece

di d ió d d 10 t í di d d tun radio de acción de cerca de 10 metros y un índice de datosde hasta 4 Gbps. Utiliza una tecnología, la cual no requierelínea-de-vista para su operación.


PREGUNTAS???


GRACIAS.


Introducción a Bluetooth y Zigbee

Documents

Transcript of Introducción a Bluetooth y Zigbee