FACULTAD DE INGENIERIA

P. A. INGENIERIA MECANICO ELECTRICA

SISTEMAS DIGITALES

2015

Integrantes

Cherre Pupuche Cesar V.

Garcia Bustamante Víctor A.

Garcia Puelles James R.

Gonzáles Cruz Flavio C.

Protocolo de comunicación Zigbee para transmisión de datos

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN pág. 1

OBJETIVOS pág. 1

1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA A SER RESUELTO pág. 2

2. ANTECEDENTES

3. ALCANCE DEL PROYECTO

4. DESCRIPCIÓN DE CADA PIEZA DEL HARDWARE

5. PLANIFICACIÓN

6. COTIZACIÓN DEL HARDWARE

7. BIBLIOGRAFÍA

INTRODUCCIÓN

Zigbee es una nueva tecnología que pertenece al ámbito de lo inalámbrico de corto alcance y bajo

consumo originaria de la antigua alianza HomeRF1, inicialmente está herramienta se definió como

una solución inalámbrica de baja capacidad para aplicaciones en la domótica como la seguridad y la

automatización.

La página oficial de Zigbee2 define su tecnología como: “Zigbee es el lenguaje inalámbrico que

dispositivos de uso diario utilizan para conectar entre sí. De hecho, Zigbee podría estar en el trabajo

o en su casa ahora mismo”, con esta pequeña descripción notamos la utilidad de está herramienta

inalámbrica para diversos usos, de entre los cuales nostros lo utilizaremos para una determinada

área, tal como lo plantea el problema a abordar, a continuación veremos algunas características,

ventajas y desventajas de esta tecnología.

Características3

Es una tecnología inalámbrica con velocidades comprendidas entre 20 kB/s y 250 kB/s.

Los rangos de alcance son de 10 m a 75 m.

Una red ZigBee puede estar formada por hasta 255 nodos los cuales tienen la mayor parte

del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de consumir menos que otras

tecnologías inalámbricas.

Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado con dos pilas AA

durante al menos 6 meses y hasta 2 años.

La fabricación de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analógicos de los que se

necesitan habitualmente.

Diferentes tipos de topologías como estrella, punto a punto, malla, árbol.

Recolección centralizada de datos. El conjunto fue sintonizado específicamente para

optimizar el flujo de información en las grandes redes.

Gestión automatizada de direcciones de dispositivos - El conjunto fue optimizado para

grandes redes con gestión de red agregada y herramientas de configuración.

Ventajas

Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto.

Diseñado para el direccionamiento de información y el refrescamiento de la red.

Opera en la banda libre de ISM 2.4 Ghz para conexiones inalámbricas.

Óptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos.

Alojamiento de 16 bits a 64 bits de dirección extendida.

1 Para mayor referencia visitar: http://www.zigbee.org/

2 Página oficial Zigbee: http://www.zigbee.org/what-is-zigbee/

3 http://www.ecured.cu/index.php/ZigBee

Reduce tiempos de espera en el envío y recepción de paquetes.

Baja ciclo de trabajo - Proporciona larga duración de la batería.

Son más baratos y de construcción más sencilla.

Desventajas

La tasa de transferencia es muy baja.

Solo manipula textos pequeños comparados con otras tecnologías.

Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en todos sus aspectos

porque no llegan a tener las mismas tasas de transferencia, ni la misma capacidad de

soporte para nodos.

Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalámbricas de tipo WPAN.

A continuación haremos un cuadro comparativo entre las tecnologías inalámbricas existentes, y

notaremos la simplificación y gran utilidad que nos brinda el Zigbee respecto a las demás, con ello

notaremos una tendencia actual hacia dicha tecnología.

Tecnología Ancho de banda Consumo de potencia Ventajas Aplicaciones

Wi-Fi

Hasta 54Mbps

400ma transmitiendo,

20ma en reposo

Gran ancho de

banda

Navegar por internet,

redes de ordenadores,

transferencia de ficheros

Bluetooth

1Mbps

400ma transmitiendo,

0.2ma en reposo

Interoperatividad,

sustituto del cable

Wireless USB, móviles,

informática casera

Zigbee

250 kbps

30ma transmitiendo, 3ma

en reposo

Batería de larga

duración, bajo coste

Control remoto, productos

dependientes de la batería,

sensores, juguetería

Tabla 1. Comparación de tecnologías inalámbricas4

En el desarrollo de este breve informe, pasaremos a detallar los objetivos de este proyecto, objetivos

en cuanto al aprendizaje del curso, así como también el conocimiento que vamos a obtener al usar

esta tecnología, luego pasaremos a describir el problema que vamos a plantear, los antecedentes que

han sido elaborados con esta tecnología, para ello haremos uso de alguna bibliografía de internet,

entre otros.

Luego daremos un alcance del proyecto, es decir como lo vamos enfocando, descripción de algunas

piezas del hardware que vamos a utilizar, luego la planificación del proyecto, es decir que actividad

está realizando cada integrante y finalmente una cotización de cada elemento a comprar.

4 Cuadro tomado de: Osiris ZIG

OBJETIVOS

Este proyecto, tiene como finalidad utilizar una nueva tecnología que hasta el momento no es muy

sonada en el mundo actual, por lo que será nuestro objetivo seguir aportando más información,

seguida de una buena investigación para que la tecnología Zigbee este cada vez al alcance de

nuestras manos. A continuación damos algunos objetivos del proyecto, que el grupo ha creído

conveniente realizar a lo largo del mismo.

Realizar una investigación que trascienda en el curso y así poder aportar más

información sobre esta tecnología, debido a que es una tecnología que no es muy conocida,

nosotros finalmente aportaremos un proyecto más para que sea de referencia de ciclos

posteriores y/o proyectos que re quieran está tecnología, porque no también puede servir de

tesis para un estudiante de la Udep.

Determinar de manera clara las características, ventajas y desventajas con respecto a

otras tecnologías, es decir porque se prefiere utilizar la tecnología Zigbee y por qué no otras

tecnologías como por ejemplo bluetooth o wifi; todo esto para contrastar dichas tecnologías

entre sí, y poder elegir la tecnología adecuada para cada problema.

Relacionar los temas del curso con el proyecto para así poder relacionar lo enseñado, con

ello podremos llevar a la práctica lo aprendido en el curso, y así tener un aprendizaje

complementario entre teoría y práctica y así finalmente hacer las consultas respectivas al

ingeniero y responsables encargados del curso y proyecto.

Conocer los productos que respaldan a Zigbee Aliance, y con ello aprender más

nombres de nuevos productos tecnológicos, aprender el lenguaje usado por esta

comunicación, investigar cada producto, la utilidad que nos puede brindar para nuestro

proyecto y contrastarlo con otras a disposición.

Realizar una red de comunicación para transmitir datos, para ello se necesita saber de

dónde vamos a recopilar los datos, como lo vamos a transmitir, a dónde lo vamos a

transmitir, y saber interpretar lo que nos dicen dichos datos; es así como aprenderemos a

realizar el protocolo de comunicación y complementarlo con el uso de esta tecnología.

Saber la conexión del hardware a utilizar, esto debido a que son nuevos productos

utilizados, por lo que va a ser de utilidad la lectura de algún manual para la instalación,

saber la conexión de cada pin, la conexión y plantación de los sensores, utilidad del

Arduino y Psoc, con lo que conlleva a una investigación exhaustiva.

Aprender algo de programación y diseño de interface, debido a que usaremos la

tecnología de software libre Arduino y Psoc, dichas plataformas serán de utilidad para la

recopilación de datos y optimización de software, pero esto conlleva realizar una

programación para cada plataforma, con lo cual es de carácter relevante ahondar más en

este tema, no profundamente pero si lo más esencial. Además de diseñar la interface en el

computador donde se observarán los datos, para que sea muy descriptiva al usuario que lo

visualizará.

Aprender a diseñar un software para obtener las gráficas de los datos obtenidos, esto

es de vital importancia porque muestra una información más detallada de los datos

obtenidos, para esto es necesario desarrollar el software mediante la programación de una

interface capaz de realizar el trazado de gráficos en tiempo real, con los datos pedidos por el

usuario, y con su hora y fecha respectiva.

Conocer más de los protocolos de comunicación mundial asociados a la IEE, debido a

que nosotros al trabajar debemos seguir un estándar mundial que nos sirva de referencia

para la elaboración del proyecto, por lo que consideramos que la IEE en el estándar IEE

802.15.4 es de vital relevancia porque da algunos alcances sobre la normativa, los rangos

que se manejan y algunos consejos para la utilización de esta tecnología.

Realizar un trabajo en equipo óptimo, porque como todo gran proyecto se necesita la

ayuda de todos, y poder así alcanzar actitudes como el apoyo mutuo, ingenio, participación

de todos, intensidad de investigación, planificación, puntualidad y espíritu de sacrificio para

lograr el proyecto final.

1. Descripción del problema a ser resuelto

fgf

2. Antecedentes

vnghgj

3. Alcance del proyecto

bcvbc

4. Descripción de cada pieza del hardware

cvbcv

5. Planificación

A continuación se muestra el cronograma de actividades a realizar por cada integrante del grupo,

aquí se muestra las actividades que se realizarán a lo largo del ciclo, y se espera que dichas

actividades se cumplan por el grupo.

SEMANA OBJETIVOS DESCRIPCIÓN -

ESPECIFICACIONES

ENCARGADOS

Semana 1 (17/08 – 21/08)

Discutir y decidir el

prototipo a analizar

Revisar condiciones de todos los

prototipos a disposición

Todos

Recolectar información sobre cada

uno de los prototipos

Todos

Discriminar y dar un punto de opinión

para escoger el prototipo

Todos

Entrega del tema escogido

en horario de clase

Dar a conocer que el prototipo a

analizar va a ser: “Grúa Pórtico”

Semana 2 (22/08 – 29/08)

Reunión para analizar un

posible cambio del

mecanismo

Debatir democráticamente un diseño

apropiado para investigación y

cálculos, en vez, del primero escogido

Todos

Confirmación del

mecanismo: “Grúa

Telescópica” como tema

del trabajo

Aviso al ingeniero que ningún cambio

iba a ocurrir en la elección del primer

teme elegido

Reunión para distribución

de tareas a cada uno de los

integrantes

Asignación de tareas a cada uno de

los miembros del grupo, siendo

equilibrado

Semana 3 (01/09 – 04/09)

Viabilidad del proyecto Consultas con el Dr. Ing. Carlos Ojeda

Todos

Búsqueda de apoyo en lo

que respecta lo técnico y

el diseño

Se acudirá a una persona especialista

en el diseño de este tipo de

prototipos, quien nos asesorará a lo

largo de todo el proyecto

Realización de una

primera investigación

Llevar a cabo una primera

investigación rápida sobre lo necesario

para poder proceder inmediatamente

a hacer el dibujo y diseño del

mecanismo (partes, magnitudes, etc.)

Dibujo a mano alzada del

prototipo

Se tratará de diseñar a papel y lápiz el

prototipo (cada una de sus partes,

distribuidas a los encargados) antes de

hacerlo con ayuda del Solid Works,

para así, tener una idea rápida de lo

que se quiere proponer y analizar

Semana 4 (05/09 – 11/09)

Compra de materiales

Compra de los materiales esenciales

para construir la maqueta del

prototipo elegido

TODOS

Revisión de dibujos a

mano alzada

Revisión y reconstrucción de las piezas

dibujadas anteriormente, ahora con

instrumentos

Semana 5 (12/09 – 18/09)

Bosquejo o esquema de

los cálculos,

Se realizará, en Word, un primer

esquema de los cálculos, dejando todo

expresado en variables hasta que se

tengan magnitudes exactas (a la escala

adecuada)

Reunión con los

encargados del informe

Dar a conocer detalles de lo avanzado

por cada uno

Inicio del diseño del

prototipo en virtual

Comienzo del diseño de cada parte del

prototipo, haciendo uso del Solid

Works para, así, obtener las medidas

necesarias para completar los cálculos

Inicio de ensamblaje del

prototipo

Comienzo de la tarea de la

elaboración de la maqueta en el taller

de un amigo en común.

Semana 6 (19/09 – 25/09)

Reunión con los

encargados del Solid

Works

Finalidad: Verificar el avance hecho

hasta el momento, así como también,

discutir detalles acerca de alguna

dimensión errónea

Término de las primeras

partes del informe

Se finalizó con aquellas partes del

informe como: introducción,

descripción del prototipo,

aplicaciones, entre otras (se incluye lo

avanzado en la parte de los cálculos)

Continuación de la

elaboración de la maqueta

Se siguió avanzando con esta tarea. En

dicha semana, prácticamente ya se

encontraba todo ensamblado

Semana 7 (26/09 – 01/10)

Finalización del

“esqueleto” de la maqueta

Se concluyó con la elaboración y

ensamblaje de las principales partes

del prototipo. Sólo quedó pendiente la

tarea de pintar las partes a analizar.

Semana 8 (02/10 – 07/10)

Reunión para ultimar

detalles

Reunión con los encargados del

informe como del Solid Works, con la

finalidad de poder redistribuir tareas a

todos los integrantes para que, así, se

apoyen mutuamente, sin importar su

labor indicada inicialmente

Retoques en el informe

Revisión del 70% del informe ya

hecho, pidiéndose de ser posible por

el jefe del grupo, un poco más de

investigación de ciertas partes

Continuación de los

cálculos

Se continuó con la realización de los

cálculos, pero esta vez, reemplazando

datos, pues ya se contaba con las

dimensiones de los elementos a

analizar

6. Cotización del hardware

bcvbcvbcv

7. Bibliografía

cvbcvbc