Zigbee Y Sus Aplicaciones

ZigBee y sus aplicaciones

Ignacio Vidri Salgado

ZigBee y sus aplicaciones
Autor: Ignacio Vidri Salgado
Escuela Técnica Superior de Ingeniería-ICAI. Universidad Pontificia Comillas.
Asignatura: Comunicaciones Industriales Avanzadas. Curso 2011-2012
RESUMEN
Este trabajo es el producto de mi motivación sobre la tecnología ZigBee. En él se
presenta la tecnología además y se hace especial hincapiéen la presentación de sus
aplicaciones en el presente.

1. Introducción
Cuando hablamos de ZigBee hablamos de un protocolo de comunicaciones inalámbricas basado en
el estándar 802.15.4 de redes inalámbricas de área personal (wireless personal área network,
WPAN).
Su concepción comenzó en el año de 1998 gracias a la investigación en conjunto de varias empresas
entre ellas Motorola, Ember, Honeywelly Mitsubishi. Dicho consorcio se denominó ZigBee
Alliance y su motivación era solventar la necesidad de un estándar para comunicaciones a baja
velocidad, con un bajo coste de implementación y donde los dispositivos que forman parte de una
red pueden requerir un bajo consumo, llegando a estar funcionando durante años con un par de
pilas.

Figura 1: Situación de sitúa ZigBee según su tasa detransmisión y alcance

En la figura arriba mostrada podemos ver donde se sitúa ZigBee según su tasa de transmisión y
alcance, comparándolo con otras tecnologías inalámbricas de su entorno.

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ZigBee y sus aplicaciones

Ignacio Vidri Salgado

2. Funcionamiento y principales características:
Como ya hemos comentado, ZigBee se basa en el estándar de comunicaciones IEEE 802.15.4 que
define el hardware ysoftware de las capas física (Phy) y de acceso al medio (MAC).
Cada capa es responsable de una serie de funciones necesarias para la comunicación, ZigBee añade
capas sobre las dos capas anteriores del 802.15.4. Una capa no sabe nada sobre la capa que está por
encima de ella y cada capa que añadimos añade una serie de funciones sobre la base de las
inferiores.
Cualquier dispositivo de un fabricanteque soporte este estándar de comunicaciones y pase la
certificación correspondiente, podrá comunicarse con otro dispositivo de otro fabricante distinto.
Un dispositivo ZigBee estaría formado por una radio según el estándar 802.15.4 conectada a un
microcontrolador con la pila (stack) de ZigBee, donde se implementan las capas por encima de las
del 802.15.4. Esta pila está diseñada para poder serimplementada en microcontroladores de 8 bits.
A continuación presentamos las principales características que esta tecnología presenta:
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Opera en las bandas libres ISM (Industrial, Scientific & Medical) de 2.4 GHz, 868 MHz
(Europa) y 915 MHz (Estados Unidos).
Utiliza un protocolo asíncrono, half duplex y estandarizado, permitiendo a productos de
distintos fabricantestrabajar juntos.
Velocidad de transmisión entre 25-250 kbps (debe emplearse en aplicaciones que no
requieran alta transmisión de datos).
Rango de cobertura de 10 a 75 metros.
A pesar de coexistir en la misma frecuencia con otro tipo de redes como WiFi o Bluetooth
su desempeño no se ve afectado, esto debido a su baja tasa de transmisión y, a
características propias del estándar IEEE 802.15.4.
Se puededecir que ZigBee ocupa el vacío que hay por debajo de Bluetooth, para
comunicaciones de datos que no requieren altas velocidades.
Capacidad de operar en redes de gran densidad, esta característica ayuda a aumentar la
confiabilidad de la comunicación, ya que entre más nodos existan dentro de una red,
entonces, mayor número de rutas alternas existirán para garantizar que un paquete llegue a
sudestino.
Cada red ZigBee tiene un identificador de red único, lo que permita que coexistan varias
redes en un mismo canal de comunicación sin ningún problema.
Teóricamente pueden existir hasta 16 000 redes diferentes en un mismo canal y cada red
puede estar constituida por hasta 65 000 nodos, obviamente estos límites se ven truncados
por algunas restricciones físicas (memoria disponible, ancho de...