Slides de introdução do minicurso de rede de sensores sem fio ministrado por alunos do projeto de extensão Célula de Internet das Coisas da Universidade Federal do Ceará. Tutorial Arduino + XBee modo AT: https://gist.github.com/andreibosco/816b5de8dfa11537b2ef72eef10a3882 Sensor de Temperatura Arduino: http://blog.filipeflop.com/sensores/monitorando-temperatura-e-umidade-com-o-sensor-dht11.html Código nó sensor modo AT: https://drive.google.com/open?id=0BwsXhH_iljyeQzVHZ2JQRzNRVkE

1. Minicurso de Rede de Sensores Sem Fio
com XBee e Arduino
Projeto de Extensão Célula de
Internet das Coisas
Departamento de Engenharia de
Teleinformática
Universidade Federal do Ceará
2016

2. 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.

3. 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.

4. 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

5. Redes de Sensores Sem Fio
•Aplicações:
•Militar;
•Industrial;
•Aviação;
•Ambiental;
•Tráfego;
•Engenharia;
•Agricultura;
•Medicina;
•Segurança;

6. Fonte: www.libelium.com

7. 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.

8. 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.

9. Módulo XBee
Performance
- 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;

10. Módulo XBee
https://www.youtube.com/watch?time_continue=58&v=Wyvpjy9
MPD4

11. 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.

12. Padrão ZigBee
•Redes Mesh:
•Roteamento;
•Criação de rede Ad-Hoc;
•Auto-cura;

13. Padrão ZigBee
•Papéis na rede:
•Coordinator;
•Router;
•End-Device;

14. Padrão ZigBee

15. Referências
1. XBee ZigBee Mesh Kit:
https://docs.digi.com/display/XBeeZigBeeMeshKit/XBee+ZigB
ee+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

16. Continua...