rede de sensores heterogênea
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Universidade Estadual de Feira de Santana. Rede de Sensores Heterogênea. Orientador : Paulo César Machado de Abreu Farias Professor do Departamento de Exatas (DEXA). Orientando: Igo Amaurí dos Santos Luz Graduando em Engenharia de Computação. Roteiro. Introdução Objetivos Geral - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Orientador: Paulo César Machado de Abreu
FariasProfessor do Departamento de Exatas (DEXA)
Universidade Estadual de Feira de Santana
Orientando: Igo Amaurí dos Santos Luz
Graduando em Engenharia de Computação
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Introdução Objetivos
• Geral• Específico
Metodologia Protocolo CAN Protocolo USB Protocolo Zigbee Referências
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SensoresDispositivos utilizados para monitorar
determinado fenômenoRede de Sensores
Conjunto de sensores interconectadosTrabalho colaborativoFatores que influenciam
ProtocolosTolerância a falhas, errosLimitação do hardwareCustosTopologia da redeAmbiente de operação
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Áreas de Aplicações• Engenharia• Militar• Saúde• Automobilística
Retirada do site: http://pplware.sapo.pt/software/redes/rede-de-sensores-sem-fios-conhece-esta-tecnologia/
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Protocolo CAN• Surgimento na década de oitenta na
industria automobilistica• Padronizada pela resolução ISSO 11898
Protocolo ZigBee• Transmissão wirelles• Surge com o intuito de proporcionar redes
sem fio dinâmicas, simples e de baixo custo Protocolo USB
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Geral• Desenvolver uma rede de sensores baseada
no protocolo CAN Específicos
• Desenvolver o software embarcado em C para a comunicação CAN
• Desenvolver um conversor entre os protocolos CAN e USB
• Desenvolver um conversor entre os protocolos CAN e Zigbee
• Realização de testes
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Ferramenta de desenvolvimento◦MPLAB IDE◦C18
Microcontroladores da família Microchip PIC◦PIC18F4550◦PIC18F2680
Conversor de sinalMCP2515◦MAX 232
RádioZigbee
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Primeira fase◦Domínio acerca da comunicação CAN utilizando o PIC18F2680
Segunda fase◦Conversão CAN/USB através da utilização do PIC18F4550 e MCP2515
Terceira Fase◦Conversão CAN/Zigbee
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Protocolo CAN◦Robusto◦Baixo consumo de energia◦Utilização do conceito de dominância de bit◦Prioridades de mensagens◦Detecção e Tolerância a falha
◦Identifica o recebimento da mensagem◦Permite múltiplos acessos ao barramento
◦Definida pelas mensagens não pelos nodos◦Permite inserção de novos nodos com a rede em operação
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Três tipos de redes CAN
Relação do comprimento do cabo e da taxa de transferência
Nomenclatura Padrão Taxa máxima
CAN baixa-velocidade
ISSO 11519 125 Kbps
2.0 A ISSO 11898:1993 1 Mbps
2.0 B ISSO 11898:1995 1 Mbps
Comprimento (Máximo) (m) Taxa de transferência
40 1000 Kbps
270 250 Kbps
3300 20 Kbps
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Relação do comprimento do cabo e da taxa de transferência
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Camadas CAN – Modelo OSI
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Camada Física• Responsável por tratar a forma como a
comunicação é efetuada, ou seja, como os bits trafegam pelo barramento
• Conceito de Dominância de bit Bit recessivo e bit dominante Bit dominante inibe o recessivo
• Define uma forma de transmissão ao qual esta relacionada com a diferença de tensão entre dois fios CAN_H (high) e CAN_L(low).
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Cama física• Dominância de bit garante a robustez da
comunicação
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Camada Física
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Camada de enlace• 2.0 A e 2.0 B. • Diferença básica entre as versões:
quantidade de bits destinada à identificação da mensagem: versão A são 11 bits versão B são 29 bits
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Camada de enlace SOF – start of frame Arbitration – arbitragem Control – define tamanho da mensagem Data fiel – a mensagem CRC field – integridade Ack – se o destinatário recebeu EOF – end of frame
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Protocolo USB• Suporta a comunicação entre
computadores e periféricos• Proporciona plug and play de forma rápida
e com baixo custo• Barramento Master/Slave
Master – USB Host Slave – Periférico
• Suporta taxas de 12 Mbps, 1,5 Mbps e até 480 Mbps na versão 2.0
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Protocolo ZigBeeBaseado no padrão IEEE 802.15.4Dispositivos com baixo processamentoSegurança nos dadosBaixo consumo de energiaTransmissão e recepção inativas por quase 99% do
tempoOperação half-duplexTopologiasEstrela e peer-to-peer
AplicaçõesSensores sem fio, Controle industrial, Leitura de
medidores
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Comparação com outras tecnologias sem fio
Wi-Fi Zigbee Bluetooth
Padrão IEEE 802.11b, 802.11g, 802.11a
IEEE 802.15.4 IEEE 802.15.1
Taxa de transferência
11(b) até 54 (a, g) Mbps
10 – 115 Kbps 721 Kbps
Número de nós 100 65000 8
Alcance 100m 10 – 100m 8 até 100m
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Camadas OSI – Pilha Zigbee
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Operam com dois tipos de nós• Function Device (FFD), dispositivo de função
completa • Reduced Function Device (RFD), dispositivo
de função reduzida Possui um sistema de anti-colisão
• Carrier Sense Multiple Access-Colision Avoidence (CSMA-CA)
• Sistema de anti-colisão com sensor de portadora com múltiplos acessos
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Topologias
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Zigbee coordinator• Dispositivo FFD• Controle da rede
Zigbee router• FFD ou RFD• Nó normal da rede• Efetua comunicação entre dois nós da rede sem
a necessidade de passar pelo coordinator Zigbee endpoint
• FFD ou RFD• Comunica-se apenas com a rede
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