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802.15.4802.15.4
Topologías:Topologías:Punto a puntoPunto a puntoPunto a multipuntoPunto a multipunto
Tipos de nodos Tipos de nodos FFD (Coordinador)FFD (Coordinador)RFD (End-device)RFD (End-device)
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802.15.4802.15.4
Entrega confiable/garantizada:Entrega confiable/garantizada:CSMA-CACSMA-CAMAC-level (pt-pt)MAC-level (pt-pt)
AcknowledgementsAcknowledgementsRetries Retries
64-bit IEEE y 16-bit Addressing64-bit IEEE y 16-bit Addressing 16 canales de RF basados en DSSS16 canales de RF basados en DSSS
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CSMA-CACSMA-CA
huele a non-persistent CSMAcon binary exponential
backoff...
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ACKs, retriesACKs, retries
retries=3;do {
transmitir(mensaje);} while (!ACK && retries--);
Transmitir mensaje
Transmitir mensaje
ACK ?ACK ?
retries = retries -1retries = retries -1
retries <0 ?retries <0 ?
StartStart
StopStop
ERRORERROR
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Framing, AddressingFraming, Addressing
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16 canales de RF, DSSS16 canales de RF, DSSS
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Latencia, ThroughputLatencia, Throughput
t tx=bytesoverhead ⋅8
250000randomtack
t ack={1184 s∀ bytes18−overhead6736 s
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802.15.4802.15.4 Características distintivas:Características distintivas:
Baja latenciaBaja latenciaTiming predecibleTiming predecibleMáximo throughput Máximo throughput
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XBee (-PRO) 802.15.4XBee (-PRO) 802.15.4
RF resueltaRF resuelta0dBm (+18dBm), -92dBm (-100dBm)0dBm (+18dBm), -92dBm (-100dBm)Antenas: chip, whip, externa: U.FL, RPSMAAntenas: chip, whip, externa: U.FL, RPSMA
802.15.4 resuelto802.15.4 resueltoProvee el stack, producto "Designed for Zigbee"Provee el stack, producto "Designed for Zigbee"Transporta datos sobre payloadTransporta datos sobre payload
Módulo simpleMódulo simpleConfigurable por comandos AT propietariosConfigurable por comandos AT propietariosControlable mediante tramas propietariasControlable mediante tramas propietarias
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XBee (-PRO) 802.15.4XBee (-PRO) 802.15.4
AutónomoAutónomoNo requiere un micro para realizar funciones deNo requiere un micro para realizar funciones de
sensor remotosensor remotoactuador remotoactuador remoto
ADCADCentradas digitalesentradas digitalessalidas digitalessalidas digitalessalidas PWMsalidas PWM
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Conexión con el microConexión con el micro
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Conexión con el microConexión con el micro
● 3V... 5V !? ¿Qué hago?● Entrar en crisis● Contratar a un ingeniero en electrónica● Usar un micro de 3V (sí, hay en Cika)● Usar logic-level translators
– 74LVC2T45 (sí, hay en Cika)– 74LVX3245 (sí, también)– etc– diseñarlo en forma discreta
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XBee 802.15.4 AppKitXBee 802.15.4 AppKit
XBoard (made in Cika)XBoard (made in Cika)2 entradas digitales2 entradas digitales2 salidas digitales (MOSFET)2 salidas digitales (MOSFET)2 salidas PWM (MOSFET)2 salidas PWM (MOSFET)2 entradas analógicas2 entradas analógicasinterfaz con CPU/X-CTUinterfaz con CPU/X-CTUtermistortermistorpresetpreset2 llaves on/off2 llaves on/off
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XBee 802.15.4 AppKitXBee 802.15.4 AppKit
Bajo consumoBajo consumo<10uA hibernando (*)<10uA hibernando (*)<50uA cyclic-sleep (*)<50uA cyclic-sleep (*)
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XBee 802.15.4 AppKitXBee 802.15.4 AppKit
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DEMODEMO
APINODE DATA
BROADCAST
YO
USTEDES USTEDES
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DEMODEMO
CHCH (RF channel) (RF channel)IDID (PAN ID) (PAN ID)ITIT (samples before Tx) (samples before Tx)IRIR (sampling rate) (sampling rate)IAIA (I/O Line passing) (I/O Line passing)DxDx (DIOx configuration) (DIOx configuration)
AD0,AD1,D2,D3,DI4,DO5AD0,AD1,D2,D3,DI4,DO5PxPx (PWMx configuration) (PWMx configuration)PWM0,PWM1PWM0,PWM1
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DEMODEMO
DHDH = 0 = 0DLDL = FFFF = FFFFMYMY = 0 = 0AP AP = 1= 1
APINODE DATA
BROADCAST
YO
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DEMODEMO
DH DH = 13A200= 13A200DL DL = 40026642= 40026642MY MY = FFFE= FFFEIAIA = 0 = 0
USTEDES
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Cargamos laconfiguración
de demo
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ZZZ...
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Volvemos a laconfiguraciónde fábrica
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Con Dxcontrolamos lassalidas del XBee
porque ATD2=5 configura unasalida en estado alto y
ATD2=4 configura una salidaen estado bajo
por ejemplo, ATD2=5 enciende el LED yATD2=4 lo apaga
y por cuá 4 y 5 ?dale, plicame!
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Con Dx tambiéncontrolamos las
entradas del XBee
Las leemoscon ATIS
por ejemplo, ATD2=2configura una
entrada analógicay ATD2=3 una digital Ah, es decir
que en realidadcon Dx controlás los I/O, por qué no te expresáscorrectamente, zapallo!
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+++OK
ATIS
114150111DC1FD
que terecontra
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114150111DC1FD
1: muestras en el buffer1415: configuración de canales011: estado de las entradas y
salidas habilitadas (sólo si las hay)1DC: valor del primer AD
1FD: segundo AD
cof, cof
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Comunicación Peer-to-peerComunicación Peer-to-peer
y cómo sé que el otrorecibió mi mensaje ?
CH: canalID: PAN-ID
MY: mi direcciónDL: su dirección
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Comunicación Peer-to-peerComunicación Peer-to-peer
Me la paso escapando,no hay otra cosa ?
EA: no recibe ACKEC: no puede transmitir
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<0x7E><LEN: 2 bytes><INFO: len bytes><CHECKSUM><INFO>: <ID=0x01><FRID><ADDR: 2 bytes><OPT><DATA>
<0x7E><LEN: 2 bytes><INFO: len bytes><CHECKSUM><INFO>: <ID=0x89><FRID><STS>
estánhablando
API
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Modo APIModo API
APAP = 1 = 1 DigiRFAPIMonitorDigiRFAPIMonitor XBeeNetViewXBeeNetView
Mensajes (datos)Mensajes (datos)MuestrasMuestrasControl de pines de I/OControl de pines de I/O
LocalesLocalesRemotosRemotos
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Muestreo periódicoMuestreo periódico
ITIT (samples before Tx) (samples before Tx)IRIR (sampling rate (sampling rate [ms] [ms]))
por ejemplo, IT = 1, IR = 3E8toma (y envía) una muestra
por segundo
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I/O line passingI/O line passing
IA = IA = addressaddress PxPx configura salidas PWM configura salidas PWM Inactivity timers (Inactivity timers (TxTx, , TPTP))
por ejemplo, IA = dir. delcompañero, o FFFF para
aceptar a todos
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Bajo consumoBajo consumo
SMSM (sleep mode) (sleep mode) SPSP (sleep period (sleep period [x10 ms] [x10 ms])) STST (time before sleep [ms]) (time before sleep [ms]) SOSO (sleep options) (sleep options)
por ejemplo:SM = 4, SP = 64, ST= 64duerme por 1 segundo,espera 100ms, repite.
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Redes con coordinadorRedes con coordinador
El remoto emplea comunicación directaEl remoto emplea comunicación directa
El coordinador utiliza transmisión indirectaEl coordinador utiliza transmisión indirecta
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Desactivamos elmodo API
ponemos AP = 0
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Red con coordinadorRed con coordinador
A1 = 7, cualquiercanal y PAN-ID
A1: asociación
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Redes con coordinadorRedes con coordinador
Elijo un coordinadory un PAN-ID según
mi fila.CE = 1, habilitaal coordinadorA2 = 4, permiteasociación sinreasignación
CE: coordinator enableA2: asociación
si se avivan deconfigurarme el API
les digo qué veo.
A1 = 4 para usarsólo el PAN-ID
configurado
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Seguridad: AES-128Seguridad: AES-128
La comunicación sóloexiste entre módulos
con igual configuraciónde seguridad
KY: clave(128-bits = 16 bytes = 32 caracteres hexa)
EE=1: cifrado habilitado
menos mal que tenemos la misma
clave...
@#$%~