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Minicurso de Rede de Sensores Sem Fio com XBee e ArduinoProjeto de Extensão Célula de Internet das Coisas
Departamento de Engenharia de Teleinformática
Universidade Federal do Ceará
2016
Sumário• Sobre o Curso.• Redes de Sensores Sem Fio.• Módulo XBee.• Padrão ZigBee.• Explorer e XCTU.• Comunicação ponto-à-ponto (Modo AT).• Comunicação Wireless: endereçamento e canais.• Comunicação Serial e modos de operação.• Modo transparente (AT).• Introdução ao Arduino.• Comunicação AT usando Arduino.• Modo API.• Biblioteca API Arduino.• Criando uma rede mesh.• Referências.
Sobre o Curso• Projeto de Extensão Célula de Internet das Coisas.• Objetivo: disseminar o conhecimento adquirido durante as pesquisas realizadas pela Célula de Internet das Coisas, através da ênfase na prática, contribuindo assim para a capacitação de recursos humanos e incentivando a inovação tecnológica nessa área. • Instrutores: Felipe Lopes, Lailson Azevedo, Lucas Cabral.• Carga horária: 12h.
Redes de Sensores Sem Fio• Rede de sensores sem fio (RSSF) é uma composição de nós inteligentes (geralmente formados por processador, rádio para comunicação, memória e bateria) que se intercomunicam transmitindo de maneira otimizada informações coletadas em um dado meio, a fim de monitorar as atividades deste.
Fonte: artigo Rede de Sensores Sem Fio. http://homepages.dcc.ufmg.br/~loureiro/cm/docs/sbrc03.pdf
Redes de Sensores Sem Fio•Aplicações:•Militar;•Industrial;•Aviação;•Ambiental;•Tráfego;•Engenharia;•Agricultura;•Medicina;•Segurança;
Redes de Sensores Sem Fio•Fatores importantes:•Tolerância à falha.•Escalabilidade.•Custo de produção.•Ambiente de operação.•Restrições de hardware.•Topologia de rede.•Meio de transmissão.•Consumo de energia.
Módulo XBee
• Módulos RF (rádio frequência) fabricados pela Digi: http://www.digi.com/ • Utilizam o padrão ZigBee (IEEE 802.15.4).• Altamente configuráveis.• Alta flexibilidade.• Alta compatibilidade com diferentes plataformas.• Suporte a múltiplos protocolos.
Módulo XBeePerformance - Rendimento da Potência de saída: 60 mW (18 dBm), 100 mW EIRP; - Alcance em ambientes internos/zonas urbanas: 100m; - Alcance de RF em linha visível para ambientes externos: 1,6Km; - Sensibilidade do receptor: -100 dBm (1% PER); - Freqüência de operação: ISM 2.4 GHz; - Taxa de dados de RF: 250.000 bps; - Taxa de dados da Interface (Data Rate): 115.200 bps; Alimentação - Tensão de alimentação: 2.8 à 3.4v; - Corrente de transmissão (típico): 215 mA @ 3.3 V; - Corrente de Recepção (típico): 55 mA @ 3.3 V; - Corrente de Power-down Sleep: <10 µA; Propriedades físicas - Dimensões: (2.438cm x 3.294cm); - Peso: 0.10 oz (3g); - Temperatura de operação: -40 to 85º C (industrial); - Opções de antena: Conector U.FL RF, Chip ou Chicote (whip);Rede - Tipo de espalhamento espectral: DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum); - Manipulação de erro: Retransmite novamente (Retries) & reconhecimento (acknowledgements); - Topologia de Rede: Peer-to-peer(Par-a-par), ponto-a-ponto, ponto-a-multiponto e malha; - Endereçamento: 65.000 endereços de rede disponíveis para cada canal; - Opções de filtros: PAN ID, canais e endereços; - Criptografia: 128-bit AES; - Número de canais selecionáveis via software: 12 canais de seqüência direta;
Módulo XBee
https://www.youtube.com/watch?time_continue=58&v=Wyvpjy9MPD4
Padrão ZigBee
•Padrão de comunicação para redes mesh sem fio.•IEEE 802.15.4 •Alta confiabilidade.•Baixo consumo de energia.•Baixo custo.•Alta segurança.•Protocolo simples, implementação global.
Padrão ZigBee
•Redes Mesh:•Roteamento;•Criação de rede Ad-Hoc;•Auto-cura;
Padrão ZigBee
•Papéis na rede:•Coordinator;•Router;•End-Device;
Padrão ZigBee
Referências1. XBee ZigBee Mesh Kit: https://
docs.digi.com/display/XBeeZigBeeMeshKit/XBee+ZigBee+Mesh+Kit
2. XBee/XBee-PRO ZigBee RF Module User Guide: http://ftp1.digi.com/support/documentation/90000976.pdf
3. Quick reference: http://www.tunnelsup.com/images/xbee.png
4. API: https://github.com/andrewrapp/xbee-arduino
Continua...
