Dispositivos ZigBee

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Dispositivos ZigBee
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Dispositivos ZigBee

Dispositivos ZigBee. En 2005 aparece la primera especificación beta del protocolo ZigBee. Debido a esto surgen distintos tipos de dispositivos capaces de utilizar dicha tecnología.

Dispositivos para la red

Coordinador

ZigBee Coordinator, ZC). Tipo de dispositivo más completo. Debe existir uno por red. Sus funciones son las de encargarse de controlar la red y los caminos que deben seguir los dispositivos para conectarse entre ellos.

Router

(ZigBee Router, ZR). Interconecta dispositivos separados en la topología de la red, además de ofrecer un nivel de aplicación para la ejecución de código de usuario.

Dispositivo Final

(ZigBee End Device, ZED). Posee la funcionalidad necesaria para comunicarse con su nodo padre (el coordinador o un router), pero no puede transmitir información destinada a otros dispositivos. De esta forma, este tipo de nodo puede estar dormido la mayor parte del tiempo, aumentando la vida media de sus baterías. Un ZED tiene requerimientos mínimos de memoria y es por tanto significativamente más barato.

Funcionalidad

  • Dispositivo de funcionalidad completa (FFD): También conocidos como nodo activo. Es capaz de recibir mensajes en formato 802.15.4. Gracias a la memoria adicional y a la capacidad de computar, puede funcionar como Coordinador o Router ZigBee, o puede ser usado en dispositivos de red que actúen de interfaz con los usuarios.
  • Dispositivo de funcionalidad reducida (RFD): También conocido como nodo pasivo. Tiene capacidad y funcionalidad limitadas (especificada en el estándar) con el objetivo de conseguir un bajo coste y una gran simplicidad. Básicamente, son los sensores/actuadores de la red.

Un nodo ZigBee (tanto activo como pasivo) reduce su consumo gracias a que puede permanecer dormido la mayor parte del tiempo (incluso muchos días seguidos). Cuando se requiere su uso, el nodo ZigBee es capaz de despertar en un tiempo ínfimo, para volverse a dormir cuando deje de ser requerido. Un nodo cualquiera despierta en aproximadamente 15 ms. Además de este tiempo, se muestran otras medidas de tiempo de funciones comunes:

  • Nueva enumeración de los nodos esclavo (por parte del coordinador): aproximadamente 30 ms.
  • Acceso al canal entre un nodo activo y uno pasivo: aproximadamente 15 ms.

Dispositivos de Bajo Nivel

Actualmente hay varias empresas que entre sus componentes electrónicos ofrecen componentes Zigbee. exixten empresas que venden paquetes o conjuntos de desarrollo más especializados, pero estos son suministrados con su propio sistema de desarrollo, lo que provoca que no sean del todo compatibles con el resto de dispositivos ZibBee. Exixte una alianza entre dos empresas desarrolladora de dispositivos ZigBee, que son rfSolutions y FlexiPanel. Esta alianza a dado a la luz diversos dispositivos ZigBee, tanto de bajo como de alto nivel. El dispositivo más bajo de que dispone la compañía recibe el nombre de EasyBee. Se trata de un transceptor RF que cumple la normativa IEEE 802.15.4. Preparado para trabajar dentro de una red ZigBee como un dispositivo final.

EasyBee

Se trata de un dispositivo de reducidas dimensiones, tan sólo 26mmx20mm, con un consumo de energía de 2.1V a 3.6V y con capacidad para estar operativo en condiciones climáticas adversas, pues puede trabajar con temperaturas entre -40oC y 85oC. Además puede comunicarse con otros dispositivos ZigBee que se encuentren hasta a doscientos metros de distancia, con una tasa de transferencia de datos de hasta 25kbps. Las aplicaciones para la que se ha orientado este dispositivo son:

Pixie

Este dispositivo no es uno sólo, sino que se trata de una serie, hasta ahora compuesta por dos dispositivos. Orientados para ejercer el rol de Coordinador y Router, dentro de una red ZigBee. Dentro de la serie Pixie, han recibido el nombre de Pixie y Pixie Lite respectivamente. Se trata de dispositivos con las mismas características técnicas que el dispositivo final EasyBee, pero con mayor capacidad de procesamiento, lo que les permite ejercer como dispositivos más potentes que estos, dentro de una red ZigBee. Además, como característica técnica muy interesante, todos estos dispositivos disponen de la posibilidad de ser conectados a una antena externa, lo que les otorgaría un alcance mucho mayor para formar una red ZigBee.

Pixie Configuration Tool

Otro elemento interesante desarrollado por este compendio de empresas es un cable de conexión USB. Se trata de un cable con el que se puede conectar un ordenador a los dispositivos ZigBee desarrollados por estas empresas. Una vez conectado, el cable se convierte en una conexión serie a través de USB, desde donde podremos configurar y manejar nuestros dispositivos ZigBee e incluso entrar en la red, en la que se encuentre el dispositivo al que se encuentra conectado.

Pixie Evaluation Kit

Con esta tecnología protocolo podrá probar físicamente sus diseños de dispositivos ZigBee. Así como trabajar directamente sobre los dispositivos ofertados por estas empresas, con los que es totalmente compatible. Esto permitirá el control total de los dispositivos, así como su programación directa y análisis de su funcionamiento.

ETRX1

Otra empresa que tiene ya desarrollos de dispositivos de bajo nivel ZigBee operativos es Telegesis. Esta empresa, dispone de dispositivos que implementan el protocolo ZigBee, pero que pueden ejercer de dispositivos finales para una red ZigBee, así como de Routers y Coordinadores. Se trata de un dispositivo de bajo coste y preparado para ser integrado en una red ZigBee. Algo mayor que los dispositivos anteriores 27.75x20.45mm, un consumo ligeramente superior 2.7V a 3.6V y mismas características físicas para trabajar a temperaturas de entre -40oC y 85oC. Pero siendo más grandes y consumir más, hay que tener en cuenta que se trata de un dispositivo que puede ejercer, tanto de dispositivo final, como de Coordinador. Las aplicaciones para las que ha sido orientado este dispositivo son:

ETRX2

Modelo menos económico, pero más atractivo todavía. Pues a las características de los módulos anteriores, dispone de 128k de memoria flash y otros 5kbytes de SRAM. Lo que le permite poder actuar como cualquier tipo de dispositivo dentro de una red ZigBee. Añadiendo además la posibilidad de tres tipos de antenas simultáneas conectadas al dispositivo, lo que haría que la conexión se pudiese dar a distancias muy superiores que las indicadas en el estándar del protocolo. Las aplicaciones para las que ha sido orientado este dispositivo son todos los del dispositivo anterior, más algunas otras más potentes:

  • Controles industriales M2M.
  • Sistemas ZigBee futuros.

ETRX1DVK Devkit

Está orientado para trabajar sobre dispositivos de este fabricante, con la posibilidad de hacer modificaciones, ampliaciones y nuevos desarrollos. La mayor diferencia con el kit anterior, radica en que la interconexión para poder programar los dispositivos es a través de cable serie directamente, sin tener que utilizar un USB que finalmente trabajaba como serie. Lo que sí contiene este kit, son algunos dispositivos del modelo ETRX1 o ETRX2 para poder empezar a trabajar y testear desde el primer momento.

Dispositivos de Alto Nivel

Como dispositivos de alto nivel, están los dispositivos ZigBee desarrollados, que son totalmente independientes y que no están compuestos sólo por los componentes electrónicos que soportan el estándar, sino que además ya disponen de interfaz que permiten trabajar con ellos directamente sobre redes ZigBee. Este apartado se encuentra aun algo verde, dado que no hay muchos dispositivos finales para el consumidor disponibles que implementen este protocolo. Aunque algunos hay y bastante interesantes.

ETRX1USB

Es un dispositivo ZigBee que es totalmente operativo, dentro de un PenDrive o pastilla USB. Basado en la tecnología de su dispositivo de bajo nivel ETRX1 y posteriormente ETRX2, recibe el nombre de ETRX1USB y ETRX2USB respoectivamente. Y se trata de un dispositivo que trabaja en la banda de frecuencia de los 2.4GHz, con alcance de hasta 100m de distancia para encontrar otros dispositivos ZigBee, antena omnidireccional y capacidad de utilizar hasta 16 canales para las búsquedas de dispositivos.

ETRX1CF

Se trata de un dispositivo en formato de tarjeta Compact Flash. Lo que le permite ser utilizado desde un ordenador, utilizando el mismo sistema que las tarjetas PCMCIA. De la misma forma que se puede utilizar desde una agenda electrónica o PDA. Por lo demás tiene las mismas características y especificaciones que su hermano USB.

Fuentes