Red Zigbee

DESARROLLO DE UNA RED DE SENSORES INALÁMBRICA PARA EL CONTROL CLIMÁTICO DE INVERNADEROS, IMPLEMENTANDO EL PROTOCOLO ZigBee (IEEE 802.15.4)

CONTENIDO
Pág.
LISTA DE FIGURA
LISTA DE TABLAS
INTRODUCCIÓN
1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVOS GENERALES
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
2. DESCRIPCIÓN DE PROTOCOLO ZigBee (IEEE 802.15.4)
2.1 ¿QUÉ ES ZigBee?
2.2 IEEE 802.15.4
2.3 TIPOS DEDISPOSITIVOS
2.4 CONFIGURACIONES DE RED
2.4.1 Configuración de red estrella
2.4.2 Topología de árbol
2.4.3 Topología de red en malla
2.5 MECANISMO DE ACCESO
2.6 TERMINOLOGÍA DEL PROTOCOLO ZigBee
2.7 CARACTERÍSTICAS EN LA COMUNICACIÓN DEL PROTOCOLO
ZigBee
2.7.1 La comunicación a través de mensajería
2.7.2 Formato de losmensajes del protocolo ZigBee
2.7.3 Formato del Frame del Protocolo ZigBee
2.7.4 Direccionamiento
2.7.5 Direcciones de red
2.7.6 Unicast
2.7.7 Broadcast
2.7.8 Multicast
2.7.9 Mecanismo de transferencia de datos
2.7.10 Enrutamiento
2.8 FORMAR Y UNIRSE A UNA RED
2.8.1 Formación de Red
2.8.2 Asociación en laRed
2.8.3 Huérfano de Red
2.8.4 Unirse a la red

3. DISEÑO DEL FIRMWARE
4. DISEÑO DEL HARDWARE
4.1 FUNCIONES DEL HARDWARE
4.2 ESQUEMA GENERAL
4.3 COMPONENTES BÁSICOS EN LOS MÓDULOS ZigBee
4.3.1 Microcontrolador
4.3.2 Transceptor RF
4.4 COMPONENTES DEL COORDINADOR
4.5 COMPONENTES DE LOS MÓDULOS TERMINALES
5. CONCLUSIONESBIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

LISTA DE FIGURAS
Figura1. Aplicaciones de redes ZigBee.
Figura 2. Arquitectura de la Pila ó Stack del protocolo ZigBee.
Figura 3. Canales del estándar IEEE 802.15.4.
Figura 4. Configuración de red estrella.
Figura 5. Topología de árbol.
Figura 6.Topologia de red en malla.
Figura 7. Ejemplo de enlace en la tabla de entrada.
Figura 8. Ejemplo de la tabla de entrada deun grupo.
Figura 9. ZENA software para crear el Stack ZigBee.
Figura 10. Estructura de directorios de Microchip para el protocolo ZigBee
Figura 11. X-CTU software de Digi para cargar el protocolo ZigBee a sus
Módulos.
Figura12. Esquema de la distribución de los módulos
Figura 13. Modulo básico ZigBee utilizando un microcontrolador y un
Transceiver.Figura 14. Modulo transceptor MRF24J40MA de Microchip.
Figura 15. Diagrama de Bloques del MRF24J40MA .

Figura 16. Interfaz del Microcontrolador con el modulo MRF24J40MA.
Figura 17. Diagrama de bloques del Coordinador.
Figura 18. Diagrama de bloques del finalizador.

LISTA DE TABLAS
TABLA1: TIPOS DE DISPOSITIVOS IEEE 802.15.4
TABLA2: TIPOS DE DISPOSITIVOS PROTOCOLO ZigBee
TABLA 3:CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DEL PIC 18LF4620
TABLA 4: REQUERIMIENTOS MÍNIMOS DEL STACK ZIGBEE DE MICROCHIP

INTRODUCCIÓN
La implementación de redes inalámbricas en la sensórica y el control se ha aumentado en los últimos años con grandes avances en la domótica y en la industria. La agricultura no es ajena a dicha implementación por lo que en la actualidad debido al costo, confiabilidad y facilidad deuso de esta tecnología se han desarrollado gran cantidad de aplicaciones en el sector agrícola.
Existen actualmente varias tecnologías propuestas para resolver el problema de comunicación inalámbrica en este tipo de redes y entre ellas se encuentra la denominada ZigBee, la cual se implementará para el monitoreo y control climático de un invernadero; ya que aborda temas como ahorro de energía,interoperabilidad, interconectividad, seguridad y bajo costo.
ZigBee es una tecnología inalámbrica que opera en las bandas libres ISM (Industrial, Scientific & Medical) de 2,4 GHz, 868 MHz (Europa) y 915 MHz (EEUU). Tiene una velocidad de transmisión de 20 a 250 Kbps y un rango de cobertura de 10 a 1500 metros o mayores según sea el fabricante del dispositivo. A pesar de coexistir en la misma...