Zigbee

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Minicurso Zigbee

O primeiro artigo da série Minicurso Zigbee aborda o porquê do padrão Zigbee, sua especificação comparada aos padrões existentes, a pilha e a utilização do padrão IEEE 802.15.4 como base da camada de rede e aplicação

José Carlito de Oliveira Filho

O Minicurso 
O minicurso será composto de três partes, onde iremos apresentar as especificações do padrão Zigbee,características da pilha, topologias de rede, consumo de energia e aplicações. Paralelo aos artigos do Mini Curso, teremos artigos práticos fáceis de serem implementados com a utilização de módulos Zigbee em aplicações reais na indústria, em residências e em segurança.

O Que é Zigbee e Por Que Utilizá-lo?

Zigbee e IEEE 802.4.15 são protocolos normalizados provedores da infraestrutura de redenecessária para aplicações de sensoriamento e automação sem fio. O padrão 802.15.4 define a camada física de rádio (PHY) e o Controle de Acesso de Mídia (MAC) enquanto o padrão Zigbee define as topologias de rede e as camadas de aplicação.
Existem vários padrões de comunicação sem fio que suportam média e alta taxa de transferência de dados para voz, rede de computadores, vídeo e etc. Veja a figura 1. Porém até então não existia um padrão de rede sem fio que satisfizesse as necessidades das aplicações de controle, automação e sensoriamento, veja a tabela 1.

Os requerimentos- chave das aplicações de sensoriamento e automação sem fio englobam: longa vida de bateria, baixo custo, baixa latência, tamanho reduzido, baixa taxa de transferência e uma topologia de rede que suporte um grande númerode dispositivos em um ambiente operacional compatível mesmo em aplicações diferentes. Isto significa que com a tecnologia Zigbee um ar-condicionado central pode buscar dados em todos os sensores de temperatura de uma instalação em tempo real e ainda assim ser capaz de se comunicar com um sistema de monitoramento remoto não necessariamente do mesmo fabricante.
Muitos padrões proprietários foramdesenvolvidos, pois não havia nenhum padrão que satisfizesse os requerimentos destas aplicações. Porém, estes sistemas têm criado grandes problemas de compatibilidade na integração com novas tecnologias e entre si mesmos. A proposta dos padrões 802.15.4 / Zigbee é reduzir esses problemas de compatibilidade, possibilitando a interconectividade de produtos de diferentes fabricantes.

A ZigbeeAlliance

A Zigbee Alliance é uma associação de empresas fabricantes de tecnologia sem fio, trabalhando juntas para possibilitar produtos de monitoramento e controle confiáveis, de baixo custo e baixo consumo de energia baseados em um padrão global.
O foco da Zigbee Alliance é: * Definir as camadas de rede, segurança e software; * Prover as especificações de interoperabilidade e certificação; *Promover a marca Zigbee globalmente para construir uma imagem de mercado; * Gerenciar a evolução da tecnologia.Para exibir o certificado da Zigbee Alliance as empresas fabricantes têm de passar por rigorosos testes de certificação, o que garante um produto dentro das especificações Zigbee.
Ao utilizar um produto short Range da Telit, o tempo para o mercado do produto final é reduzidodrasticamente, uma vez que todo o trabalho intelectual de implementar a pilha e certificá-la já foi feito, bastando ao usuário desenvolver a aplicação final. |

A Pilha Zigbee 
A Pilha Zigbee, ou do inglês Zigbee Stack, visa implementar as camadas do modelo Open Systems Interconnection(OSI) para uma área de rede pessoal sem fio de baixo tráfego(LR-WPAN). O padrão Zigbee tem na base de sua pilha a normaIEEE 802.15.4 que implementa as duas primeiras camadas do modelo OSI e no topo da pilha a aplicação final do usuário. Observe a figura 2.

Cada camada da pilha adiciona novas rotinas e cabeçalhos que visam garantir a entrega dos pacotes e a sua integridade, confidencialidade e autenticidade fazendo do Zigbee um padrão confiável de transferência de dados para as aplicações de sensoriamento,...
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