ContenidosContenidosObjetivos

IEEE 802.15.4Comparativa de tecnologías existentesCapa Física y MAC de IEEE 802.15.4Relación entre ZigBee e IEEE 802.15.4

ZigBeeTopologías y tipos de dispositivosBajo consumo en ZigBeePilas ZigBee existentes

Entorno desarrolloTinyOS y nesCMICAz y MIB-520

ContenidosContenidosTKN15.4

Objetivos de diseño y descomposición modular

Capa de red ZigBee implementadaDescomposición modularEstado y posibles mejoras

Routers ZigBee de bajo consumoBajo consumo en IEEE 802.15.4Limitaciones de IEEE 802.15.4Propuestas de bajo consumoIntegración con la capa de redComparativa estrategiasResultados experimentalesIntegración con ZigBee

Conclusiones

ObjetivosObjetivos

ContenidosContenidosIEEE 802.15.4

Comparativa de tecnologías existentesCapa Física y MAC de IEEE 802.15.4Relación entre ZigBee e IEEE 802.15.4

ZigBeeTopologías y tipos de dispositivosBajo consumo en ZigBeePilas ZigBee existentes

IEEE 802.15.4IEEE 802.15.4

Estándar IEEE 802.15.4 / ZigBee

Bluetooth WiFi

Aplicaciones Monitorización y control

Sustituto del cable

Web, video, email

Recursos 4kB – 32 kB 250kB+ 1MB+

Vida operativa (días)

100 – 1000+ 1 – 7 < 1 – 5

Nodos en red 255/65K+ 7 30

Ancho de banda (kbps)

20 – 250 720 11000+

Alcance (m) 1 – 75+ 1 – 10+ 1 – 100

Ventajas Robustez, bajo consumo, precio

Precio Capacidad, flexibilidad

Comparativa con tecnologías existentesComparativa con tecnologías existentes

IEEE 802.15.4IEEE 802.15.4Capa física (PHY)Capa física (PHY)

Capa de control de acceso al medio (MAC)Capa de control de acceso al medio (MAC)

- Generar beacons y sincronización con beacons recibidos.- Mecanismo de acceso al medio CSMA-CA.- Asociación o disociación a una PAN.- Funciones de seguridad (encriptación AES).- Mecanismos de fiabilidad entre nodos (ACK’s).

IEEE 802.15.4 / ZigBeeIEEE 802.15.4 / ZigBee

IEEE 802.15.4

ZigBee

Relación entre ZigBee e IEEE 802.15.4Relación entre ZigBee e IEEE 802.15.4

ZigBeeZigBeeTopologías de red ZigBeeTopologías de red ZigBee

Tipos de dispositivosTipos de dispositivos- CoordinadorCoordinador- RouterRouter- Dispositivo finalDispositivo final

Estrella Árbol Malla

ZigBeeZigBeeBajo consumo en ZigBeeBajo consumo en ZigBee

Sólo es posible en los dispositivos finales. Sólo es posible en los dispositivos finales. Los routers deben permanecer activos Los routers deben permanecer activos permanentemente para participar en la permanentemente para participar en la transmisión de datos.transmisión de datos.

ZigBeeZigBeePilas ZigBee existentesPilas ZigBee existentes

TKN15.4

Código abiertoCódigo abierto

ContenidosContenidosEntorno desarrollo

TinyOS y nesCMICAz y MIB-520

TKN15.4Objetivos de diseño y descomposición modular

Capa de red ZigBee implementadaDescomposición modularEstado y posibles mejoras

Entorno de desarrolloEntorno de desarrolloTinyOS y nesC TinyOS y nesC

Entorno de desarrolloEntorno de desarrolloNodos MICAz y MIB520 Nodos MICAz y MIB520

TKN15.4TKN15.4Objetivos de diseño Objetivos de diseño

TKN15.4TKN15.4Descomposición modularDescomposición modular

Capa de red ZigBee implementadaCapa de red ZigBee implementadaDescomposición modularDescomposición modular

Capa de red ZigBee implementadaCapa de red ZigBee implementadaEstado y posibles mejorasEstado y posibles mejoras

ContenidosContenidosRouters ZigBee de bajo consumo

Bajo consumo en IEEE 802.15.4Limitaciones de IEEE 802.15.4Propuestas de bajo consumoIntegración con la capa de redComparativa estrategiasResultados experimentalesIntegración con ZigBee

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoBajo consumo en IEEE 802.15.4Bajo consumo en IEEE 802.15.4

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoLimitaciones de IEEE 802.15.4Limitaciones de IEEE 802.15.4

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoPropuestas de bajo consumo 1/3Propuestas de bajo consumo 1/3

LPR_NO_ACKLPR_NO_ACK

LPR_NO_ACK_PSLPR_NO_ACK_PS

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoPropuestas de bajo consumo 2/3Propuestas de bajo consumo 2/3

LPR_ACKLPR_ACK

LPR_ACK_NTLPR_ACK_NT

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoPropuestas de bajo consumo 3/3Propuestas de bajo consumo 3/3

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoIntegración con la capa de redIntegración con la capa de red

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoComparativa estrategias 1/2Comparativa estrategias 1/2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5Consumo en Recepción

LPR_ACKLPR_NO_ACK_PSLPR_NO_ACKLPR_ACK_NTConsumo ideal

Ciclo de Trabajo (%)

Co

ns

um

o C

orr

ien

te (

mA

h)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40Consumo en Transmisión

LPR_ACKLPR_NO_ACK_PSLPR_NO_ACKLPR_ACK_NTConsumo ideal

Ciclo de Trabajo (%)

Co

ns

um

o C

orr

ien

te (

mA

h)

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoComparativa estrategias 2/2Comparativa estrategias 2/2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0,01

0,10

1,00

Consumo en Transmisión

LPR_ACKLPR_NO_ACK_PSLPR_NO_ACKLPR_ACK_NTConsumo ideal

Periodo de generación de datos (s)

Con

sum

o C

orrie

nte

(mA

h)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0,01

0,10

1,00

Consumo en Recepción

LPR_ACKLPR_NO_ACK_PSLPR_NO_ACKLPR_ACK_NTConsumo ideal

Periodo de generación de datos (s)

Con

sum

o C

orrie

nte

(mA

h)

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoResultados experimentalesResultados experimentales

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoIntegración con ZigBeeIntegración con ZigBee

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoConclusiones 1/2Conclusiones 1/2

Routers ZigBee de bajo consumoRouters ZigBee de bajo consumoConclusiones 2/2Conclusiones 2/2