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F.A.Q - Módulos ZigBee 1) O que é ZigBee? ZigBee é um padrão de comunicação sem fio (wireless) voltado para as áreas de automação, notadamente predial e industrial. O padrão foi estabelecido por uma aliança de empresas (http://www.zigbee.org) que detectaram a necessidade de estabelecer um padrão de comunicação sem fio, para que os mais diversos equipamentos conversem entre si. 2) O que é a Zigbee Alliance (http://www.zigbee.org)? A ZigBee Alliance é uma organização que nasceu para desenvolver e promover o padrão ZigBee, estabelecer normas de uso, realizar certificações, entre outras atividades. Esta organização define os detalhes técnicos do padrão e de suas evoluções, com o objetivo de garantir que equipamentos de diversos fabricantes ou integradores conversem entre si. ZigBee é um padrão em ascensão sendo que todo o dia existem mais e mais equipamentos “ZigBee enable”. Utilizar um padrão da indústria tem inúmeras vantagens, tais como interoperabilidade, ganho de escala, acesso a um mercado de dimensão planetária, benefícios da evolução técnica do padrão, acesso a infra-estruturas existentes e padronizadas entre outras. Como analogia, na área de wireless, são padrões consagrados o GSM (para redes metropolitanas), o WiFi (para redes locais) e o BlueTouth (para rede de periféricos). 4) Quais as características principais do padrão ZigBee? Dentro da definição do padrão ZigBee, destaca-se as seguintes características: • Baixo custo 5) Em quais freqüências operam os rádios ZigBee? Os rádios Zigbee usam faixas ISM (Instrumental Scientific and Medical). Na faixa de 2.4GHz foram arranjados 16 canais, na faixa de 900MHz 10 canais e na faixa de 860MHz, um canal, totalizando 27 canais. A faixa mais popular é a de 2.4GHz pois é razoavelmente homogênea de país para país. Ou seja, os equipamentos que sejam ZigBee enable usando 2.4GHz poderão ser usados em praticamente todos os países do mundo, pois as legislações para o uso da faixa são semelhantes. 6) A faixa de 2.4GHz é a mesma que usam os serviços WiFi e Bluetooth? Sim, utilizam a mesma faixa. 7) Como se evita interferência com outros serviços que estão na mesma faixa? No caso de 2.4GHz onde estão os serviços WiFi, BT e Wireless USB, por exemplo, cada sistema tem seu próprio método para evitar ou dirimir interferência. O ZigBee utiliza modulação spread spectrum DSSS e resolve problemas de interferência usando CSMA/CA. Em função de seu baixo ciclo de operação (low duty cycle) é mais imune à interferência do que os demais sistemas. 8) Os rádios ZigBee precisam ser homologados ou certificados? Sim. A exemplo da maioria dos equipamentos que utilizam comunicação sem fio, os equipamentos que sejam “ZigBee enabled” devem ser homologados pelas entidades de cada país. No Brasil a entidade é o ANATEL.
9) ZigBee e IEEE 802.15.4 são a mesma coisa? Não. O padrão IEEE 802.15.5 é a estrutura fundamental sobre a qual o padrão ZigBee foi montado. Ou seja, ZigBee usa o 802.15.4, implementando funções adicionais sobre este padrão. Para uma explicação mais abrangente sobre as diferenças, leia o documento Demystifying 802.15.4 and ZigBee (formato Adobe Acrobat – PDF). 10) No padrão ZigBee perco dados? Os usuários de rádios sem protocolo temem que os dados sejam perdidos ou se preocupam em criar seus próprios protocolos para garantir que os dados sejam entregues com sem perda . Entre outras coisas é importante reter que o padrão IEEE 802.15.4 estabelece protocolo entre os rádios, ou seja, há garantia da entrega do dado de um ponto a outro. Os elementos na rede ZigBee tem endereço e os rádios conversam dentro de um protocolo para garantir a integridade da informação. 11) Existe segurança no protocolo ZigBee? Sim, o padrão enseja segurança AES de 128 bits. Pode-se ou não ativar a segurança. Uma vez codificada, a rede pode ficar parcialmente ou totalmente oculta às outras redes, sendo que os dados que aí trafegam não podem ser “vistos”. A comunicação sem fio pode ocorrer de várias formas. A forma mais comum é a ponto a ponto onde dois rádios se comunicam. Outra forma é ponto a multiponto onde um ponto tem que acessar vários outros pontos. A comunicação usando topologia MESH estabelece uma rede complexa e colaborativa. Elementos da rede servem de “repetidores” para que rádios que não se “enxerguem” possam se comunicar. A rede pode crescer de maneira virtualmente indefinida, de maneira que um ponto faz “ponte” para o outro. No caso de um ponto repetidor cessar de funcionar, outro ponto que possa fazer a “ponte” passa a fazê-lo automaticamente de forma a restabelecer os circuitos da rede MESH. Esta incrível função de uma rede MESH chama-se “self-healing” ou "auto-cura". Há pessoas que confundem ZigBee com MESH. ZigBee permite o uso de topologia de rede MESH (chamada de ZigBee Mesh), mas são coisas diferentes. Para entender melhor como uma rede MESH funciona , leia o documento 13) Qual o consumo dos rádios ZigBee? Uma rede Zigbee apresenta 3 tipos de dispositivos, chamados de Coordenador, Roteadore e End-Device. Os End-Devices são dispositivos que podem “adormecer” de maneira a que o consumo de energia seja o menor possível, tipicamente menor que 1microampére. Desta forma, harmonizando técnicas de “dormir “ – sleep state – com a função dos dispositivos, o consumo médio pode ser muito baixo. 14) Quanto tempo dura uma bateria de um rádio ZigBee? Os End-Devices, que podem dormir, ou seja entrar no modo “sleep”, podem funcionar com baterias por anos. Por exemplo, um sensor de temperatura pode ter sua informação enviada a uma central através de um rádio no padrão ZigBee. Visto que as medidas de temperatura possam ser feitas, por exemplo, uma vez por segundo, o rádio pode dormir entre cada leitura, o que fará que a vida da bateria seja bastante longa. 15) O que é um módulo rádio embarcado (ou embedded) ZigBee? Visando deixar a vida do desenvolvedor mais fácil, existem no mercado módulos rádios, também chamados de rádio modem que operam no padrão ZigBee, prontos para serem usados. Estes rádios possuem uma porta serial ou USB. Por comandos podem endereçar outros rádios no padrão ZigBee e efetuar comunicação com os mesmos, enviando e recebendo dados. Além das portas de comunicação, estes módulos também podem ter portas de I/O, visando acionar dispositivos remotos ou receber informações destes dispositivos. 16) Porque devo usar um módulo rádio ZigBee? Por diversas razões. A razão comercial mais importante é que vc chegará mercado primeiro, abreviando o “time to market” do seu produto. Do ponto de vista técnico, o módulo tem tudo pronto e resolvido, bastando integrá-lo à aplicação existente. Isto fará com que o desenvolvedor consagre seu tempo no seu produto e não no meio de comunicação. Pelo volume de aplicações, o preço destes módulos pode ser, também. muito atrativo. 17) Existem Kits de Desenvolvimento/Integração para estes módulos? Sim, existem Kits com placas “host” para receber os módulos de maneira a exercitar o uso dos rádios . Nestes Kits também são fornecidos software de configuração e exemplos de aplicações.
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