Zigbee, sistema de bajo coste y consumo ideal para redes domóticas

 

Zigbee logoZigBee es un sistema ideal para redes domóticas, específicamente diseñado para reemplazar la proliferación de sensores/actuadores individuales. ZigBee fue creado para cubrir la necesidad del mercado de un sistema de bajo coste, un estándar para redes Wireless de pequeños paquetes de información, bajo consumo, seguro y fiable.

ZigBee es un estándar de comunicaciones inalámbricas diseñado por la ZigBee Alliance. Es un conjunto estandarizado de  soluciones que pueden ser implementadas por cualquier fabricante. ZigBee está basado en el estándar IEEE 802.15.4 de redes inalámbricas de área personal (wireless personal área Newark, WPAN) y tiene como objetivo las aplicaciones que  requieren comunicaciones seguras con baja tasa de envío de datos y maximización de la vida útil de sus baterías.

ZigBee comunica una serie de dispositivos haciendo que trabajen más eficiente entre sí.  Es un transmisor y un receptor que usa baja potencia para trabajar y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras con baja tasa de envío de datos y maximización de la vida útil de sus baterías. Es ideal para conexiones con diversos tipos de topología, lo que a su vez lo hace más seguro, barato y que no haya ninguna dificultad a la hora de su construcción porque es muy sencilla.

Se definen tres tipos distintos de dispositivo ZigBee según su papel en la red:

1) Coordinador ZigBee (ZigBee Coordinator, ZC). El tipo de dispositivo más completo. Debe existir uno por red. Sus funciones son las de encargarse de controlar la red y los caminos que deben seguir los dispositivos para conectarse entre ellos.

2) Router ZigBee (ZigBee Router, ZR). Interconecta dispositivos separados en la topología de la red, además de ofrecer un nivel de aplicación para la ejecución de código de usuario.

3) Dispositivo final (ZigBee End Device, ZED). Posee la funcionalidad necesaria para comunicarse con su nodo padre (el coordinador o un router), pero no puede transmitir información destinada a otros dispositivos. De esta forma, este tipo de nodo puede estar dormido la mayor parte del tiempo, aumentando la vida media de sus baterías. Un ZED tiene requerimientos mínimos de memoria y es por tanto significativamente más barato.

Como ejemplo de aplicación en Domótica, en una habitación de la casa tendríamos diversos Dispositivos Finales (como un interruptor y una lámpara) y una red de interconexión realizada con Routers ZigBee y gobernada por el Coordinador.

A continuación os proponemos un entretenido video de iHaus que es un ejemplo de la utilización de zigbee en el mundo de la automatización del hogar:

 

 

Zigbee es la tecnología inalámbrica del futuro que no tiene competencia fuerte con las tecnologías existentes debido a que sus aplicaciones son de automatización de edificios, hogareñas e industriales, especialmente para aplicaciones con usos de sensores. Los protocolos ZigBee están definidos para su uso en aplicaciones embebidas con requerimientos muy bajos de transmisión de datos y consumo energético. Se pretende su uso en aplicaciones de propósito general con características auto organizativas y bajo coste (redes en malla, en concreto). Puede utilizarse para realizar control industrial, albergar sensores empotrados, recolectar datos médicos, ejercer labores de detección de humo o intrusos o domótica. La red en su conjunto utilizará una cantidad muy pequeña de energía de forma que cada dispositivo individual pueda tener una autonomía de hasta 5 años antes de necesitar un recambio en su sistema de alimentación.

Esta es una tabla comparativa entre tecnologías inalámbricas

 

Comparación de Tecnologías Inalámbricas

Wi-fi

Bluetooth

ZigBee

Bandas de Frecuencias

2.4GHz

2.4GHz

2.4GHz,
868 / 915 MHz

Tamaño de Pila

~ 1Mb

~ 1Mb

~ 20kb

Tasa de Transferencia

11Mbps

1Mbps

250kbps (2.4GHz)
40kbps (915MHz)
20kbps (868MHz)

Números de Canales

11  -  -  14

79

16 (2.4GHz)
10 (915MHz)
1 (868MHz)

Tipos de Datos

Digital

Digital, Audio

Digital (Texto)

Rango de Nodos Internos

100m

10m - 100m

10m - 100m

Números de Dispositivos

32

8

255 / 65535

Requisitos de Alimentación

Media - Horas de Batería

Media - Días de Batería

Muy Baja - Años de Batería

Introducción al Mercado

Alta

Media

Baja

Arquitecturas

Estrella

Estrella

Estrella, Árbol,
Punto a Punto y Malla

Mejores de Aplicaciones

Edificio con Internet Adentro

Computadoras y
Teléfonos

Control de Bajo Costo
y Monitoreo

Consumo de Potencia

400ma transmitiendo,
20ma en reposo

40ma transmitiendo, 0.2ma en reposo

30ma transmitiendo,
3ma en reposo

Precio

Costoso

Accesible

Bajo

Complejidad

Complejo

Complejo

Simple



Se espera que los módulos ZigBee sean los transmisores inalámbricos más baratos de la historia, y además producidos de forma masiva. Tendrán un coste aproximado de alrededor de los 6 euros, y dispondrán de una antena integrada, control de frecuencia y una pequeña batería. Ofrecerán una solución tan económica porque la radio se puede fabricar con muchos menos circuitos analógicos de los que se necesitan habitualmente.