Universidade Estadual de Feira de
Santana
Orientando:
Igo Amaurí dos Santos Luz
Graduando em Engenharia de Computação
Orientador:
Paulo César Machado de Abreu Farias
Professor do Departamento de Exatas (DEXA)
 Introdução
 Objetivos
• Geral
• Específico
 Metodologia
 Protocolo
CAN
 Protocolo USB
 Protocolo Zigbee
 Referências

Sensores
 Dispositivos utilizados para monitorar determinado
fenômeno

Rede de Sensores
 Conjunto de sensores interconectados
 Trabalho colaborativo
 Fatores que influenciam
 Protocolos
 Tolerância a falhas, erros
 Limitação do hardware
 Custos
 Topologia da rede
 Ambiente de operação
 Áreas
de Aplicações
• Engenharia
• Militar
• Saúde
• Automobilística
Retirada do site:
http://pplware.sapo.pt/software/redes/rede-de-sensoressem-fios-conhece-esta-tecnologia/
 Protocolo
CAN
• Surgimento na década de oitenta na industria
automobilistica
• Padronizada pela resolução ISSO 11898
 Protocolo
ZigBee
• Transmissão wirelles
• Surge com o intuito de proporcionar redes sem
fio dinâmicas, simples e de baixo custo
 Protocolo
USB
 Geral
• Desenvolver uma rede de sensores baseada no
protocolo CAN
 Específicos
• Desenvolver o software embarcado em C para a
comunicação CAN
• Desenvolver um conversor entre os protocolos
CAN e USB
• Desenvolver um conversor entre os protocolos
CAN e Zigbee
• Realização de testes

Ferramenta de desenvolvimento
◦ MPLAB IDE
◦ C18

Microcontroladores da família Microchip
PIC
◦ PIC18F4550
◦ PIC18F2680

Conversor de sinal
 MCP2515
◦ MAX 232

Rádio
 Zigbee

Primeira fase
◦ Domínio acerca da comunicação CAN utilizando
o PIC18F2680

Segunda fase
◦ Conversão CAN/USB através da utilização do
PIC18F4550 e MCP2515

Terceira Fase
◦ Conversão CAN/Zigbee

Protocolo CAN
◦
◦
◦
◦
◦
Robusto
Baixo consumo de energia
Utilização do conceito de dominância de bit
Prioridades de mensagens
Detecção e Tolerância a falha
◦ Identifica o recebimento da mensagem
◦ Permite múltiplos acessos ao barramento
◦ Definida pelas mensagens não pelos nodos
◦ Permite inserção de novos nodos com a rede em
operação
Três
tipos de redes CAN
Nomenclatura
Padrão
Taxa máxima
CAN baixavelocidade
ISSO 11519
125 Kbps
2.0 A
ISSO 11898:1993
1 Mbps
2.0 B
ISSO 11898:1995
1 Mbps
Relação
do comprimento do cabo e da taxa de
transferência
Comprimento (Máximo) (m)
Taxa de transferência
40
1000 Kbps
270
250 Kbps
3300
20 Kbps
Relação do comprimento do cabo e da taxa de
transferência

Camadas CAN – Modelo OSI
 Camada
Física
• Responsável por tratar a forma como a
comunicação é efetuada, ou seja, como os bits
trafegam pelo barramento
• Conceito de Dominância de bit
 Bit recessivo e bit dominante
 Bit dominante inibe o recessivo
• Define uma forma de transmissão ao qual esta
relacionada com a diferença de tensão entre
dois fios
 CAN_H (high) e CAN_L(low).
 Cama
física
• Dominância de bit garante a robustez da
comunicação
 Camada
Física
 Camada
de enlace
• 2.0 A e 2.0 B.
• Diferença básica entre as versões:
 quantidade de bits destinada à identificação da
mensagem:
 versão A são 11 bits
 versão B são 29 bits
 Camada
 SOF
de enlace
– start of frame
 Arbitration – arbitragem
 Control – define tamanho da mensagem
 Data fiel – a mensagem
 CRC field – integridade
 Ack – se o destinatário recebeu
 EOF – end of frame
 Protocolo USB
• Suporta a comunicação entre computadores e
periféricos
• Proporciona plug and play de forma rápida e
com baixo custo
• Barramento Master/Slave
 Master – USB Host
 Slave – Periférico
• Suporta taxas de 12 Mbps, 1,5 Mbps e até 480
Mbps na versão 2.0
 Protocolo ZigBee
 Baseado no padrão IEEE 802.15.4
 Dispositivos com baixo processamento
 Segurança nos dados
 Baixo consumo de energia
 Transmissão e recepção inativas por quase 99% do tempo
 Operação half-duplex
 Topologias
 Estrela e peer-to-peer
 Aplicações
 Sensores sem fio, Controle industrial, Leitura de
medidores
 Comparação
com outras tecnologias sem
fio
Wi-Fi
Zigbee
Bluetooth
Padrão
IEEE 802.11b,
802.11g, 802.11a
IEEE 802.15.4
IEEE 802.15.1
Taxa de
transferência
11(b) até 54 (a, g) 10 – 115 Kbps
Mbps
721 Kbps
Número de nós
100
65000
8
Alcance
100m
10 – 100m
8 até 100m
 Camadas
OSI – Pilha Zigbee
 Operam
com dois tipos de nós
• Function Device (FFD), dispositivo de função
completa
• Reduced Function Device (RFD), dispositivo de
função reduzida
 Possui
um sistema de anti-colisão
• Carrier Sense Multiple Access-Colision Avoidence
(CSMA-CA)
• Sistema de anti-colisão com sensor de portadora
com múltiplos acessos
 Topologias
 Zigbee
coordinator
• Dispositivo FFD
• Controle da rede
 Zigbee
router
• FFD ou RFD
• Nó normal da rede
• Efetua comunicação entre dois nós da rede sem
a necessidade de passar pelo coordinator
 Zigbee
endpoint
• FFD ou RFD
• Comunica-se apenas com a rede




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