ZigBee: arquitetura e aplicações

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1 ZigBee: arquitetura e aplicações Prof. Felipe da Rocha Henriques Abril, 2011 CEFET/RJ UnED Petrópolis

2 UnED Petrópolis

3 Laboratório de Multimídia, Animação, Redes e Comunicações MARC Professores: Dalbert Mascarenhas Felipe Henriques Glauco Amorim Luís Retondaro

4 MARC Projetos de pesquisa Projeto DINO Computação gráfica / animação Captura de movimentos e geração de animação 3D

5 MARC Projetos de pesquisa Projeto ImpMesh Projeto de redes em malha na UnED Petrópolis

6 MARC Projetos de pesquisa Desenvolvimento de aplicações para TV Digital Interatividade / canal de retorno

7 MARC Projetos de pesquisa ZigBee Desenvolvimento de aplicações Módulos XBEE Redes de Sensores Sem Fio Gerenciamento de energia Localização em Redes de Sensores Sem Fio

8 Redes de Computadores

9 Modelo em camadas Projeto de redes complexo Modelo em camadas simplifica o projeto Divide o problema em camadas Camada inferior fornece serviços à camada superior

10 Modelo em camadas - exemplo Estrangeiro japonês. Executivo Russo. Tradutor. Tradutor. Secretária Americana. Secretária Americana.

11 Modelo OSI

12 Modelo TCP/IP 4 Camadas É um modelo usado na prática

13 Modelo Híbrido Aplicação Consegue descrever outros tipos de rede: Transporte Bluetooth Rede ZigBee Enlace Física

14 Uma visão sobre o modelo de 5 camadas R2 A R3 R1 R4 B D C

15 Uma visão sobre o modelo de 5 camadas Camada física transmissão de bits A máquina A usa cabo par trançado e conector RJ-45

16 Uma visão sobre o modelo de 5 camadas Camada de enlace: Junção de bits em um quadro Ex.: enlace A - R1 A R1

17 Uma visão sobre o modelo de 5 camadas Camada de rede: Qual é a melhor rota de A até C? R2 A R3 R1 R4 B D C

18 Uma visão sobre o modelo de 5 camadas Camada de transporte: Transporte fim-a-fim / conceito de porta Porta 25: Porta 80: sites web Porta 1: MSN Porta 2: Jogos eletrônicos

19 Uma visão sobre o modelo de 5 camadas Camada de aplicação: Correio eletrônico - Web FTP DNS

20 Tipos de redes PAN Personal Area Network LAN Local Area Network MAN Metropolitan Area Network WAN Wide Area Network

21 Redes sem fio Meio físico de transmissão AR São alocados canais de frequência para a comunicação

22 Tecnologias de redes sem fio Wi-Fi IEEE LAN

23 Tecnologias de redes sem fio Bluetooth IEEE classificação???

24 ZigBee As abelhas, ao encontrarem comida, dançam em zigue-zague para compartilhar informações sobre posição, distância e direção do alimento.

25 ZigBee Surgiu da união do IEEE com um conjunto de empresas ZigBee Alliance É um padrão de rede sem fio parecido com o bluetooth IEEE padronizou as camadas física e enlace A ZigBee Alliance padronizou da camada de rede até a de aplicação

26 ZigBee Características principais dos nós da rede: baixo poder computacional 10 kb de memória RAM com até 1 MB de memória flash baixa taxa de transmissão até 250 kbps Bluetooth até 24 Mbps na versão 3.0 Wi-Fi até 54 Mbps Restrições de energia

27 ZigBee Componentes de uma rede ZigBee: FFD e RFD FFD Dispositivos de Função Completa Mais robusto do que o RFD Pode se comunicar com um RFD ou com outro FFD Coordenador da rede RFD Dispositivo de Função Reduzida Mais simples do que o FFD Pode se comunicar somente com um FFD

28 ZigBee Topologias

29 ZigBee Modelo em camadas

30 ZigBee Camada de enlace quadro de dados

31 ZigBee Subcamada de Acesso ao Meio - MAC Dois tipos básicos de modos de transmissão: Com beacon sincronização dos dispositivos Cada nó da rede possui uma janela de tempo para transmissão e recepção, tendo acesso exclusivo ao canal Sem beacon Deve-se usar um mecanismo de acesso ao meio compartilhado - CSMA-CA

32 ZigBee Camada física Pode-se trabalhar em 3 bandas: Europa: 868 MHz / 1 canal disponível Taxa de 20 kbps / modulação BPSK América do Norte: 915 Mhz / 10 canais disponíveis Taxa de 40 kbps / modulação BPSK Resto do mundo: 2,4 Ghz (banda ISM) / 16 canais Taxa de 250 kbps / modulação O-QPSK EXISTE UM ERRO NESSE SLIDE!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

33 ZigBee Camada física Pode-se trabalhar em 3 bandas: Europa: banda 868 MHz 868,6 MHz América do Norte: banda 902 Mhz 928 MHz Resto do mundo: banda 2,4 Ghz 2,4835 GHz

34 ZigBee

35 ZigBee - curiosidade

36 ZigBee alguns dispositivos

37 ZigBee - aplicações Geralmente aplicações de automação Automação residencial Controles de iluminação, refrigeração, entrada ou saída de pessoas, TV, som

38 ZigBee - aplicações

39 ZigBee - aplicações Redes de Sensores Sem Fio - RSSFs

40 ZigBee - aplicações Redes de Sensores Sem Fio - RSSFs

41 ZigBee - aplicações Redes de Sensores Sem Fio - RSSFs

42 ZigBee - aplicações Redes de Sensores Sem Fio - RSSFs

43 ZigBee - aplicações Redes de Sensores Sem Fio - RSSFs

44 ZigBee - aplicações Redes de Sensores Sem Fio - RSSFs

45 ZigBee - aplicações Redes de Sensores Sem Fio - RSSFs Outras aplicações: automação industrial aplicações militares monitoramento de inimigos RFID

46 ZigBee - aplicações Redes de Sensores para o corpo humano - BSN monitoramento de dados biométricos

47 ZigBee - aplicações Redes de Sensores para o corpo humano - BSN

48 ZigBee - aplicações Uma última aplicação no mínimo interessante sensor de umidade na fralda do bebê

49 ZigBee MUITO OBRIGADO!!!!!!!!!!!!

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