• Gabriela Alvear• Emma Hernández• Rodolfo Bohórquez• Hugo Choez

• Erick Bolaños• Josué Peralta• Leonardo Guerrero

ZEGBEEEl término ZigBee describe un protocolo inalámbrico normalizado para la conexión de una Red de Área Personal Inalámbrico o WPAN.

ZigBee es diferente de los otros estándares inalámbricos, ha sido diseñado para soportar un diverso mercado de aplicaciones con una conectividad más sofisticada que los anteriores sistemas inalámbricos.

 

CARACTERÍSTICAS DE ZIGBEE

• Bajo consumo de energía. • Los dispositivos que conforman la red deben estar

consientes de la cantidad de energía existente. Considere una casa del futuro con 100 dispositivos de control o sensado inalámbrico.– Caso 1: 802.11, energía 667 mW (siempre activo), 100

dispositivos/casa y 50,000 casas/ciudad = 3.33 MW – Caso 2: 802.15.4 energía 30 mW (siempre activo),100

dispositivos/casa y 50,000 casas/ciudad = 150 KW – Caso 3: 802.15.4 energía 1 mW, 100 dispositivos/casa y

50,000 casas/ciudad = 50 W

ESTÁNDAR IEEE 802.15.4

• Las características más importantes del estándar IEEE 802.15.4 son la flexibilidad de la red, bajo costo y bajo consumo de Energía; este estándar se puede utilizar para muchas aplicaciones domóticas industriales, donde se requieren una baja tasa de transmisión de datos.

Características Estándar 802.15.4

ZIGBEE/IEEE 802.15.4 CARACTERÍSTICAS GENERALES

• Doble capa física (2.4 GHz y 868/915 MHz) • Velocidad de datos 250 kbps (2.4 GHz), 40 kbps ( 915 MHz), y 20

kbps (868 MHz) • Optimización de la energía debido a su bajo ciclo de trabajo (1%) • El método de acceso al canal es CSMA-CA • Baja tasa en la transmisión de datos para dispositivos como

sensores debido a su bajo ciclo de trabajo. • Bajo uso de la batería (la batería puede durar de varios meses a

años). • Múltiples topologías: star, cluster tree, mesh• Direccionamiento:18,450,000,000,000,000,000 dispositivos (64

bitpara direcciones IEEE) 65,535 dispositivos • GTS (Guaranteed Time Slots) opcional para aplicaciones que

requieren baja latencia. • Rango: 10 a 75 m1

FUNCIONES DEL ESTÁNDAR ZIGBEE

• Búsqueda de red (Network Scan) • Creación de una red PAN (• Descubrimiento de dispositivos (Device Discovery)• Descubrimiento de servicio (Service Discovery) • Unión (Binding)• Asociación y Disociación de dispositivos (Joining and leaving a

network) • Configuración de un nuevo dispositivo (Configuring a new

device) • Direccionamiento (Addressing) • Sincronización en una red (Synchronization within a network) • Seguridad (Security) • Asignación de ruta (Routing)

OBJETIVOS ZIGBEE

• Objtivos de la Arquitectura

La arquitectura ZigBee debe permitir el diseño fácil y el desarrollo de los dispositivos baratos y de baja potencia prometidos.

• Obetivos Tecnicos

ZigBeese ha implementado en la banda mundial de 2.4 GHz, sin necesidad de licencias, o en una de las bandas regionales de 868/915 MHz.

TIPOS DE DISPOSITIVOS

• Full function device(FFD).• Reduced function device(RFD)

Además: • Todos los dispositivos deben tener 64 bitspara direcciones

IEEE. • Para direccionamiento corto (16 bits), las cuales pueden ser

asignadas para reducir el tamaño de los paquetes. • RFD requiere 12KB a 16KB de memoria. • FFD requiere 16KB a 20KB de memoria.

CANALES IEEE 802.15.4

MODULACIÓN • Si se emplean las frecuencias de 915 MHz y

868 MHz la señal es modulada con BPSK (Binary Phase Shift Keying). Mientras que a la frecuencia 2.4 GHz se emplea una técnica de modulación O-QPSK.

• En términos de eficiencia (energía requerida por bit), la modulación ortogonal mejora su funcionamiento en 2 dB que BPSK. Sin embargo, en términos de sensibilidad de recepción, a las frecuencias 868MHz y 915 MHz se tiene una ventaja de 6-8 dB debido a que tiene velocidades de transmisión más bajas.

MERCADOS Y APLICACIONES DE ZIGBEE

• Las soluciones sobre el estándar ZigBee, en conexión de redes, se centran en mercados y aplicaciones específicas. El estándar ZigBee se ha hecho a medida para la monitorización y para aplicaciones de control.

• A continuación algunas aplicaciones potenciales

PERIFÉRICOS DE COMPUTADORAS Y ELECTRÓNICA DE CONSUMO • Teclados y ratones inalámbricos • Consolas y juegos portátiles • Juguetes pequeños • Control remoto para televisión • Teléfonos

HOGARES AUTOMATIZADOS • Control de luz: ZigBee habilitara los interruptores

de luz en el hogar disminuyendo costos y eliminando la necesidad, de utilizar cables eléctricos para el control y de llamar a un electricista especializado si se necesita reubicar los interruptores.

APLICACIONES INDUSTRIALES Y COMERCIALES

• Medidores de gas y electricidad, etc. • Detector de H20: Los sensores ZigBee pueden

colocarse en lugares remotos (dentro de los tanques de agua) y enviar periódicamente datos.

• Control de flujo de trabajo y de la línea de ensamblaje

• Equipos de diagnostico

Conclusiones

• El estándar IEEE 802.15.4 permite conexiones de baja potencia y régimen de información

• por lo que es adecuado para la especificación ZigBee. Se han explicado el funcionamiento y

• características de la capa física así como de las capas de enlace y de red. El estándar ZigBee, por las

• características intrínsecas que conlleva, añade dos capas más, objetos de dispositivo y objetos de

• aplicación, que favorecen la posibilidad de individualizar cada aplicación e implementarla de

• manera más cómoda y segura