Domótica sem fios baseada em redes ZigBee

Abstract

A gestão inteligente da rede doméstica, com base na combinação das tecnologias de informação e comunicação com sensores e atuadores, abre caminho a novas soluções com grandes utilidades no mundo real. A tecnologia digital oferece oportunidades estimulantes para aumentar a conectividade de dispositivos de rede para fins de automação residencial. Esta dissertação tem como objetivo o estudo, implementação e teste de soluções de automação doméstica baseadas em redes ZigBee. Nesta dissertação, foi realizado um estudo das tecnologias mais presentes no mercado a nível de comunicação com fios, sem fios e powerline, tendo em vista a comparação com o ZigBee, uma tecnologia de redes de área pessoal sem fios baseada na norma IEEE 802.15.4 que tem vindo a crescer ao longo do tempo. A implementação e teste desta tecnologia foram realizados utilizando plataformas de hardware e software da Texas Instruments (TI) e o software IAR Embedded Workbench. Numa fase inicial foi realizado um estudo da Z-Stack, a pilha protocolar ZigBee fornecida pela TI, que é uma ferramenta poderosa para desenvolvimento de soluções para esta tecnologia. Foi feita uma descrição de como configurar os dispositivos para formar uma rede de sensores sem fios típica e posteriormente foi apresentado como funcionam as aplicações exemplos que se encontram em diferentes versões da Z-Stack. Foram realizados testes para avaliação da taxa de erros na transmissão num ambiente habitacional, de forma a poder validar a solução. Assim, foi possível perceber onde podem existir problemas e como os resolver.

The intelligent management of the domestic network, based on the combination of information and communications technologies with embedded sensors and actuators, opens the way to new solutions with great usefulness on the real world. The network enabled digital technology offers exciting opportunities to increase the connectivity of devices for the purpose of home automation. This dissertation aims the study, implementation and test of solutions for home automation based on ZigBee networks. This dissertation performed a study of multiple network technologies present in market, based in wired and wireless communications and powerline, with the aim to provide a comparison with ZigBee, a wireless personal area network based in the IEEE 802.15.4 standard that is growing throughout time. The implementation and tests were performed using hardware and software platforms from Texas Instruments (TI) and the IAR Embedded Workbench software. Initially, information about the Z-Stack, the ZigBee stack supplied by TI, was gathered. A description of how to configure the devices to form a typical wireless sensor network was provided, and then it was presented how the examples applications in different versions of the Z-Stack work. Tests were made to evaluate the transmission error rate in a residential environment, in order to validate the solution. That way, it was possible to understand where some problems were and solve them.