Zigbee y XBee

¿Qué es Zigbee?

ZigBeeSe trata de una tecnología de transmisión de datos inalámbrica orientada al bajo consumo y a un alcance relativamente alto (40-60 metros). Zigbee es capaz de crear mallas de dispositivos y de enrutar los mensajes entre unos y otros de una manera muy efectiva, haciéndolos especialmente útiles para casos como la domótica o redes de sensores.

Dentro del estándar Zigbee, existen los módulos XBee. Son módulos que utilizando el protocolo de comunicación IEEE 802.15.4 crean redes inalámbricas (P2P o tipo MESH) capaces de comunicar nodos entre sí.

¿Sobre que frecuencia emite?

Zigbee utiliza bandas ISM, por lo que hay módulos capaces de emitir en 868MHz, 915MHz o 2,4GHz (que permite emitir datos en esta frecuencia en todo el mundo).

La banda de 2,4GHz está libre en todo el mundo, por eso es la más utilizada por la electrónica de consumo.

Solo hace falta darse una vuelta por cualquier habitación de casa para cruzarte con dispositivos comunicándose en 2,4GHz: Teléfonos inalámbricos, vigilabebés, teclado, ratón o auriculares inalámbricos son algunos de los ejemplos más comunes que tendremos por el hogar.

¿Qué otras tecnologías utilizan 2,4GHz?

Las más conocidas en general son el Wi-Fi y los dispositivos Bluetooth. Cuando conectamos nuestro ordenador con nuestro router mediante la red Wi-Fi de nuestro hogar, establecemos una comunicación entre ambos utilizando la banda 2,4GHz. En este caso específico, esa comunicación se basará en el intercambio de tramas descritas en el estándar 802,11.
El Bluetooth se ideó como una tecnología orientada al bajo consumo y a un consumo de datos comedido. Aunque con cada nueva versión de su especificación, la velocidad va aumentando progresivamente.

Tipos de dispositivos Zigbee

Dentro del protocolo, se definen tres tipos de dispositivos:

  • Coodrinator: El encargado de inicializar la red y de enrutar los mensajes que se transmitan a través de ella. Tiene que haber uno en la red
  • Router: Puede adquirir todas las funcionalidades del coordinador, excepto la de inicializar la red. Puede haber varios en la instalación.
  • End-Device: No enruta mensajes. Se comunica únicamente con su nodo-padre. Es capaz de bajar su consumo entrando en un modo reposo.

Modos de funcionamiento de los módulos XBee

Para configurar los módulos disponemos de dos modos:

Modo Transparente

En el modo transparente (o modo AT) cualquier dato que se vuelque sobre la salida Tx del módulo XBee es transmitida íntegramente (sin más información) a la dirección de destino que tenga configurada. Para cambiar la dirección de destino debemos entrar en el modo configuración(+++) y mediante comandos AT cambiar la dirección de destino. A su vez, recibirá en Rx cualquier información de la red que vaya dirigida a él.
Esta manera de trabajar es cómoda cuando la comunicación vaya a realizarse mediante solo dos módulos XBee, o las comunicaciones sean sencillas y no se necesiten configurar las direcciones de envío cada poco tiempo.

Modo API

Con este modo podemos trabajar más en profundidad las posibilidades de los módulos XBee. El módulo está constantemente esperando que se le escriban comandos. Una de las ventajas de este modo es la posibilidad de mandar comandos AT remotos a un módulo XBee de nuestra red en concreto. Cada comando de envío de datos, en este modo, necesita una configuración más compleja que el modo transparente. Aquí deberemos configurar la trama a enviar indicando explícitamente la dirección del módulo con el que te quieres comunicar, tamaño del mensaje que se envía y parámetros del tipo esperar acuse de recibo durante un tiempo predeterminado.
El modo API permite configurar módulos en modo SLEEP para preservar batería (solo End Devices) y permite conocer el nivel de señal RSSI de los diferentes módulos de la red formada.

 

Valoraciones finales

La tecnología Zigbee y en especial los módulos XBee se caracterizan por su facilidad de configuración y puesta en marcha.

A pesar de que su precio todavía es alto y de la saturación de las redes 2,4GHz, es una opción más que recomendable para la transmisión inalámbirca de datos y cada vez es una solución más establecida dentro del mundo industrial y doméstico. No es difícil encontrar instalaciones utilizando módulos XBee cuando hablamos de domótica, Smart lighting o grandes redes de sensores.

 

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