PROJETO EM REDES DE SENSORES (TET 0020) ROTEIRO PARA CONFIGURAÇÃO DOS MÓDULOS XBEE

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1 Universidade Federal Fluminense UFF Escola de Engenharia TCE Departamento de Engenharia de Telecomunicações TET PROJETO EM REDES DE SENSORES (TET 0020) ROTEIRO PARA CONFIGURAÇÃO DOS MÓDULOS XBEE Alunas: Carolina Neves ( ) Juliana Geremia ( ) Rayssa Belke Silva ( ) Dezembro/2013

2 SUMÁRIO 1 Passo inicial 3 2 Roteiro Configuração inicial Configuração ROUTER AT Configuração COORDINATOR AT Configuração COORDINATOR API Configuração END DEVICE AT Configurando parâmetros Sugestão de teste 21 3 Bibliografia 22 2

3 1 Passo inicial Esse documento tem por objetivo descrever o passo-a-passo da configuração dos módulos XBee Pro Série 2. São descritas 3 diferentes configurações de firmware e configuração de outros parâmetros como pinos de I/O e taxa de amostragem. Ao final, é sugerido um teste para validar as configurações feitas. O teste verifica se a rede está sendo formada, se frames de dados estão sendo enviados para os endereços para os quais foram configurados e modo On/Sleep dos XBees. Para fazer a configuração dos módulos é necessário instalar o programa X-CTU disponível em Utilizou-se também o emulador de terminal Tera Term, disponível em Term/ _ html. Pode ser necessário instalar o driver para o adaptador USB Xbee Dongle, disponível em 3

4 2 Roteiro Todas as configurações descritas nesse documento são baseadas no módulo XBee Pro Série 2. É importante lembrar que o módulo XBee usa notação hexadecimal. 2.1 Configuração inicial 1. Encaixe um módulo XBee no adaptador XBee Dongle. Conecte-o em uma porta USB. 2. Abra o programa X-CTU. Na janela que se abrir, espere até que apareça em PC Settings - > Select Com Port a porta que o adaptador XBee Dongle estiver conectado. Confira os campos Baud, Flow Control, Data Bit, Parity e Stop Bit. Após, dê um Test/Query. 4

5 3. O resultado do Test/Query deverá ser: Pode-se observar que a tentativa de estabelecer comunicação com o modem foi bem-sucedida. Obtiveram-se ainda as seguintes informações: versão do firmware, modem e número de série do módulo XBee. OBS: Se a comunicação não for bem-sucedida, tente novamente ou verifique se o módulo XBee está devidamente conectado ao Adaptador XBee Dongle. 5

6 4. Na opção Modem Configuration -> Modem Parameter and Firmware clique em Read e aguarde a operação de leitura do firmware do modem ser concluída 6

7 2.2 Configuração do ROUTER AT Um módulo XBee configurado como ROUTER AT pode receber e enviar mensagens para os seus dispositivos-filhos, também conhecidos como END DEVICES. Envia também suas próprias mensagens e recebe as mensagens destinadas a ele. Ao configurar um dispositivo como ROUTER AT, este não pode entrar em modo sleep. Para configurar um módulo XBee como ROUTER AT, repita os passos 1,2,3 e 4 da seção Em Modem: XBEE PRO deve-se escolher a opção XB24-ZB ou XBP24-ZB (escolher uma das duas opções para o módulo Xbee Pro Série 2 ). Em Function Set escolha ZIGBEE ROUTER AT. Em Version escolha a versão de valor numérico mais alto. 7

8 2. Clique em Write para gravar a configuração escolhida. 8

9 2.3 Configuração do COORDINATOR AT Um módulo XBee configurado como COORDINATOR AT pode receber e enviar mensagens para os dispositivos ROUTER AT e END DEVICES AT. Ao configurar um dispositivo como COORDINATOR AT, este não pode entrar em modo sleep. Apenas um COORDINATOR AT pode existir em cada rede. Para configurar um módulo XBee como COORDINATOR AT, repita os passos 1,2,3 e 4 da seção Em Modem: XBEE PRO deve-se escolher XB24-ZB ou XBP24-ZB (escolher uma das duas opções para o módulo Xbee Pro Série 2 ). Em Function Set escolha ZIGBEE COORDINATOR AT. Em Version escolha a versão de valor numérico mais alto. 9

10 2. Clique em Write para gravar a configuração escolhida. 10

11 2.4 Configuração do COORDINATOR API Um módulo XBee configurado como COORDINATOR API pode receber e enviar mensagens para os dispositivos ROUTER AT e END DEVICES AT. Ao configurar um dispositivo como COORDINATOR API, este não pode entrar em modo sleep. Apenas um COORDINATOR API pode existir em cada rede. Segundo (Faludi, 2010), dados de I/O são entregues somente no modo API. Para configurar um módulo XBee como COORDINATOR API, repita os passos 1,2,3 e 4 da seção Em PC Settings, marque a opção Enable API. 11

12 2. Em Modem: XBEE PRO deve-se escolher XB24-ZB ou XBP24-ZB (escolher uma das duas opções para o módulo Xbee Pro Série 2 ). Em Function Set escolha ZIGBEE COORDINATOR API. Em Version escolha a versão de valor numérico mais alto. 12

13 3. Clique em Write para gravar a configuração escolhida. 13

14 2.5 Configuração do END DEVICE AT Um módulo XBee configurado como END DEVICE AT apenas pode receber e enviar mensagens para os dispositivos ROUTER AT, COORDINATOR AT ou COORDINATOR API, dependendo de quem é seu dispositivo pai. Ao configurar um dispositivo como END DEVICE AT, este pode ser configurado para entrar ou não em modo sleep. Para configurar um módulo XBee como END DEVICE AT, repita os passos 1,2,3 e 4 da seção Em Modem: XBEE PRO deve-se escolher XB24-ZB ou XBP24-ZB (escolher uma das duas opções para o módulo Xbee Pro Série 2 ). Em Function Set escolha ZIGBEE END DEVICE AT. Em Version escolha a versão de valor numérico mais alto. 14

15 2. Clique em Write para gravar a configuração escolhida. 15

16 2.6 Configurando parâmetros Para configuração de ID de rede, endereço de destino de frames, taxa de amostragem, pinos de I/O e outros parâmetros, deve-se usar um terminal Tera Term. 1. Abra um terminal Tera Term. Escolha a porta serial onde o XBee estiver conectado. 2. Em Setup -> Terminal -> New-line -> Receive escolha CR+LF. 3. Para ter acesso à linha de comando, digite +++. Um OK deverá aparecer no terminal. Se nada for digitado durante 10 segundos, o terminal sairá do modo comando. Para ter acesso à linha de comando novamente, digite +++ novamente. 16

17 Todos os XBees que pertencem à uma mesma rede devem ter o mesmo ID. Supondo que a rede a ser criada será nomeada por 2001, digite na linha de comando ATID 2001 (ou ATID2001) e dê Enter. Um OK deverá aparecer no terminal. Caso queira apenas verificar qual o ID, digite ATID e dê Enter. Cada módulo XBee possui um número de série de 64 bits que sempre pertencerá a ele. Para conhecer o número de série, digite ATSL, assim você conhecerá a parte menos significativa do número de série. E digite ATSH para conhecer a parte mais significativa do número de série. Tal número de série também pode ser encontrado na parte inferior do módulo XBee. Para o XBee da foto abaixo, ATSH é 0013A200 e o ATSL é 409BD

18 Para configurar o endereço de destino que o módulo XBee irá enviar suas amostras de I/O, digite: ATDH SH do rádio de destino ATDL SL do rádio de destino Exemplo: supondo que um rádio será configurado para enviar informação para o rádio de número de série SH 0013A200 e SL 409BD185. Na linha de comando do rádio que irá enviar informações, digite ATDH 0013A200 e dê Enter, um OK deverá aparecer no terminal. Digite ATDL 409BD185, dê Enter, um OK deverá aparecer. Para conferir os endereços de destino digitados, digite na linha de comando ATDH e ATDL. Para alterar os valores escolhidos, basta digitá-los novamente. Para configurar a taxa de amostragem dos pinos de I/O, o comando a ser utilizado é o comando ATIR. Para configurar um módulo XBee para coletar amostras em seus pinos de I/O a cada100ms (100 em base decimal equivale a 64 em base hexadecimal), deve-se digitar ATIR64. Os pinos de I/O podem ser configurados como entrada digital, saída digital ou entrada analógica. Na figura abaixo, são mostradas as opções de configuração dos pinos de I/O: Para configurar o pino lógico 0 como entrada digital, o comando utilizado será ATD03. Para configurar o pino lógico 1 como entrada analógica, o comando utilizado será ATD12. Para configurar o pino 2 como saída digital alta, o comando será ATD25. Na figura abaixo, é mostrada a relação entre pinos físicos e lógicos, comandos utilizados para configuração e as funções associadas a cada pino: 18

19 Para gravar as configurações feitas, digite ATWR na linha de comando. Os parâmetros configurados anteriormente pelo terminal Tera Term também podem ser configurados na X-CTU. Para configurar os parâmetros pela X-CTU, clique na aba Terminal, digite +++ e espere OK para entrar no modo de comando. Todos os parâmetros que foram configurados pelo terminal Tera Term podem ser configurados no terminal da X-CTU. Ao final, é necessário digitar o comando ATWR para gravar os parâmetros que foram configurados. Pode-se ainda configurar ou alterar os parâmetros quando o firmware for escolhido. Ao escolher o firmware, em Function Set, os parâmetros do módulo XBee são listados, como pode-se ver na figura abaixo. É possível observar ainda que, nesse exemplo, o ID da rede foi alterado para 2001, equivalente ao comando ATID2001 em um terminal. Após alterar todos os parâmetros desejados, clique em Write para gravar o firmware e os parâmetros escolhidos no módulo XBee. 19

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21 2.7 Sugestão de teste Sugere-se aqui um teste para verificar as configurações dos módulos XBees. Escolha dois módulos XBees. De acordo com a seção 2.2, configure um deles com ROUTER AT. Configure o outro como COORDINATOR AT, de acordo com a seção 2.3. Os dois módulos devem ser configurados com o mesmo ID de rede, através do comando ATID. O módulo configurado como ROUTER deve receber como endereço de destino o endereço do módulo configurado como COORDINATOR, através dos comandos ATDH e ATDL. O ROUTER deve ainda ter um de seus pinos configurados como I/O, por exemplo, pino 0 configurado como entrada digital, ATD03. Configure para que sejam tomadas amostradas no pino de I/O do ROUTER a cada 100ms, ATIR64. Para gravar as configurações, dê um ATWR ao final. Para ambos, ROUTER e COORDINATOR, alimente o pino físico 1 com tensão 3.3V. O pino físico 10 deve ser conectado ao referencial. O pino físico 20 (pino lógico 0) do ROUTER pode ser conectado ao referencial, à uma fonte de tensão ou ainda pode ser deixado flutuando (se deixado flutuando, a tensão será amostrada como nível alto). Conecte um LED no pino físico 6. O pino físico 6 é um indicador de RSSI. Ele indica quando o módulo recebe informações endereçadas aele. O LED acenderá quando o módulo ao qual ele estiver conectado receber informações endereçadas a ele. Conecte um LED no pino físico 13. O pino físico 13 indica modo On/Sleep. O LED acenderá quando o módulo ao qual ele estiver conectado estiver em modo On e apagará quando o módulo estiver em modo Sleep. Conecte um LED ao pino físico 15. O pino físico 15 indica se o módulo XBee pertence à uma rede. Enquanto o módulo XBee estiver procurando rede, o LED ficará aceso. Quando a rede for encontrada, o LED acenderá e apagará de forma intermitente. O LED do COORDINATOR ficará sempre intermitente, pois o COORDINATOR é quem forma a rede. 21

22 3 Bibliografia CNET. (s.d.). Acesso em Dezembro de 2013, disponível em Download.com: Digi. (s.d.). X-CTU Software. Acesso em Dezembro de 2013, disponível em Digi: Faludi, R. (2010). Building Wireless Sensor Networks. O'Reilly. Future Technology Devices International Ltd. (s.d.). FTDI Drivers. Acesso em Dezembro de 2013, disponível em 22