IEEE-802.15.4
Zigbee
EEL878 – Redes de Computadores I
2010.1
Bruna Luisa Ramos Prado Vasques
Igor Bichara de Azeredo Coutinho
Manuela Ferreira de Lima
Vitor Paranhos de Oliveira Carneval
Sobre o que vamos falar
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Introdução
Características
Tipos de Dispositivos
Funções Lógicas dos Dispositivos
Topologias de Rede
Camada Física
Camada MAC
Aplicações
Conclusões
Introdução
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Objetivos
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Preço que se paga
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Baixo consumo de energia
Tamanho reduzido do dispositivo
Baixo custo
Curto alcance
Baixa taxa de transmissão
Características
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São possíveis as configurações em diversas topologias de rede
Habilidade de se auto-organizar e auto-reestruturar
Permite um número elevado de dispositivos conectados à rede
Pilha do Protocolo
Tipos de Dispositivos
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Full Function Devices
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Funcionam em qualquer função
Podem se comunicar com outros FFD ou com dispositivos
RFD
Reduced Function Devices
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Só podem se comunicar com dispositivos FFD
Se tornam dispositivos finais da rede
Consomem menos energia que os dispositivos FFD
Função Lógica dos Dispositivos
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Coordenador
Roteador
Dispositivo Final
Topologias de Rede
Camada Física (PHY)
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Utiliza modulação DSSS (Direct Sequence Spread
Spectrum)
Modulado em portadora para a transmissão, conforme a
tabela abaixo:
Camada Física (PHY)
Camada MAC
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Modos de Operação
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Modo Beaconing
Modo Non-Beaconing
Camada MAC – Modo Beaconing
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Esse modo consiste em fazer com que os roteadores
transmitam periodicamente beacon frames, frames
sinalizadores para indicar sua presença na rede
Utilizando-se de boa sincronia, os nós da rede podem
permanecer inativos entre os beacon frames e economizar
energia
O modo Beaconing define a principal característica da rede
Zigbee: o baixo consumo de potência
A capacidade de reduzir seu duty-cicle, permanecendo
inativo, faz com que o dispositivo possa ser alimentado com
baterias muito duradouras
Camada MAC – Modo Beaconing
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Estrutura de superframe
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Prover banda livre
Proporcionar baixa latência
QoS – Gerenciamento dos GTS’s
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Garantia de um espaço de tempo, a cada superframe,
exclusivo para o dispositivo
Apenas o Coordenador pode alocar um novo GTS
Comunicação somente entre Coordenador e um outro
dispositivo
Até 7 GTS’s simultâneos
Pode ser ou para recepção ou transmissão
Camada MAC – Modo Non-Beaconing
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Eliminar os beacon frames e manter todos os dispositivos
ativos 100% do tempo.
Paga-se o custo de um maior gasto de energia
Utiliza: CSMA/CA Unslotted ALOHA
Camada MAC - Segurança
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Protege os frames MAC transmitidos em um único salto
da rede
Para saltos múltiplos a segurança é feita nas camadas
superiores
Utiliza o algoritmo AES para criptografar e validar o dado
que é enviado
Camada MAC - Segurança
Aplicações
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Qualquer aplicação que necessite de:
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Longa duração das baterias
Baixo custo
Pequenos circuitos
Características apresentadas pela topologia em malha
E que possa suportar o custo de:
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Baixa taxa de transferência
Aplicações
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ZigBee é de grande valia em situações conforme as
descritas a seguir:
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Em um ambiente já existente, o qual não é cabeado
Situações em que a rede for necessária apenas para medidas e
experimentos temporários
Quando baixo custo de manutenção for uma das principais
preocupações do projeto
Quando duração das baterias for um fator crítico no projeto
Aplicações – Atumação de Controles
Domésticos
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Controle de diversos
sistemas através de uma
única rede
Centralização dos controles
Aquisição de dados precisos
sobre o consumo de água,
gás e eletricidade.
Permite uma inteligência
embarcada para otimizar o
consumo desses recursos
Aplicações – Manutenção da Rede Elétrica
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Eliminar inconvenientes:
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Testes nos postes da rede
elétrica
Testes nos medidores
domésticos
Aplicações – Área de Saúde
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Monitoramento de
pacientes:
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Episódico
Contínuo
Para alarmes
Conclusões
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Características interessantes:
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Baixo consumo e longa duração das baterias
Pequenos circuitos
Para as redes sem fio que atuam em sistemas de controle
e automação é a opção mais conveniente
Para trabalhos acadêmicos e pesquisas
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Protocolo tem excelentes propostas
Tecnologia não está totalmente desenvolvida