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 1. Introdução 
 2. Características da Rede 
 3. Arquitetura do Sistema 
 3.1 MANNA 
 3.2 TinyOS 
 4. Padrões 
 4.1 Bluetooth 
 4.2 ZigBee 
 4.3 ISA100 
 5. Aplicações 
 6. Conclusão 
 7. Perguntas e Respostas 
 8. Bibliografia 
4. Padrões
 
O IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.) atua como orgão regulatório mantendo grupos de trabalho para desenvolverem padrões de comunicação em redes. O objetivo dessa padronização é possibilitar a compatibilidade entre dispositivos de diferentes fabricantes.
O grupo de trabalho denominado IEEE 802 éresponsável por toda a área de LAN (Local Area Network) e está subdividido em outros grupos dos quais citamos:
  • IEEE 802.3 – Ethernet
  • IEEE 802.11 – Wireless LAN (Wi-Fi)
  • IEEE 802.15 – Wireless Personal Area Network (WPAN)
    • IEEE 802.15.1 – Padrão Bluetooth
    • IEEE 802.15.4 – Padrão ZigBee
  • IEEE 802.16 – Broadband Wireless Access (certificado Wi MAX)
 
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- Comparação entre alguns padrões wireless -
É dentro do grupo IEEE 802.15 (WPAN) que aparecem os padrões úteis a uma RSSF, isto porque WPAN originalmente eram voltadas para a conexão entre dispositivos eletrônicos pessoais, e portanto tinha como alvos a economia de energia e transmissões de curto-alcance não necessariamente a uma alta taxa de transmissão.
4.1 Bluetooth
A tecnologia sem fio Bluetooth, desenvolvida pela Ericsson em 1994, inclui definições de software e hardware para transmissões por rádio de curto alcance, baixo consumo de energia e baixo custo. A diferença entre o padrão Bluetooth e outros padrões wireless é que as especificações Bluetooth incluem a definição camada de enlace e aplicação para desenvolvedores de produto. O padrão define uma estrutura uniforme para uma ampla faixa de dispositivos eletrônicos se comunicarem uns com os outros.
Aplicações remotas devem ser implementadas sob uma pilha de protocolos idêntica para alcançar interoperabilidade universal. A pilha de protocolos do padrão Bluetooth tem arquitetura semelhante a outros protocolos de comunicação de dados, por exemplo TCP/IP. Os dados são transferidos em pacotes que são empacotados/desempacotados no mesmo nível na pilha. As camadas fundamentais da pilha de protocolos estão apresentadas na figura abaixo:
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    • A camada de rádio define a banda de freqüência, arranjos de canal e características do transceptor. O radio Bluetooth opera na freqüência 2.45GHz, a banda ISM, a qual é reservada para aplicações industriais, científicas e médicas (ISM – Industrial, Scientific and Medical). Tem uma largura de banda total de 83.5 MHz dividida em 79 canais, cada canal com largura de banda de 1 MHz.
    • A camada baseband é responsável com estabelecer a conexão RF com outros dispositivos Bluetooth.
    • O gerenciador de enlace (Link Manager) é responsável pela segurança e configuração dos links.
    • A interface HCI (Host Command Interface) não deve ser considerada uma camada. Ela consiste numa interface comum entre a pilha principal e as camadas inferiores, orientadas a hardware.
    • L2CAP (Logical Link and Adaptation Protocol) adapta os protocolos das camadas superiores sobre a camada Baseband. É considerada a camada de multiplexação enlace responsável pelo transporte de pacotes de dados.
    • RFCOMM é um protocolo de emulação de um cabo serial. Tem a mesma funcionalidade de uma porta RS-232 de 9 pinos.
    • O protocolo SDP descobre serviços providos e permite outros dispositivos descobrirem serviços providos pelo dispositivo atual.
Levou pouco tempo para que o mercado de eletrônica fizesse uso amplo da tecnologia Bluetooth, agora já está consolidada. Atualmente, há muita informação na internet, vários produtos implementaram a tecnologia Bluetooth. Ela está bem definida e cobre a maior parte dos cenários para aplicações de curto alcance. Pode ser considerada adequada para criar redes de sensores sem fio, mas a complexidade da pilha de protocolos é uma desvantagem pertinente. Demanda mais capacidade de memória e habilidades de programação que o padrão concorrente ZigBee o que pode significar a perda do espaço na área de RSSFs.
4.2 ZigBee
O Padrão ZigBee é um conjunto de especificações para uma rede WPAN (Wireless Personal Area Network). Foi formulado pelo quarto sub-grupo de tarefas do IEEE na área de WPAN (802.15.4) também conhecido com WPAN/low-rate. O padrão fornece especificações para dispositivos que têm baixa taxa de transmissão, consumo de energia muito baixo e portanto são caracterizados por possuírem bateria de longa duração.
A arquitetura de pilha de protocolo é dividida em camadas, cada uma delas fornece um específico conjunto de serviços para a camada acima. Uma entidade de dados provê um serviço de transmissão de dados e uma entidade de gerenciamento provê todos os outros serviços. Cada entidade de serviço expõe uma interface para a camada superior através de um SAP (Service Access Point), e cada SAP dá suporte a um conjunto de primitivas de serviço para alcançar a funcionalidade requerida.
O padrão IEEE 802.15.4 define as duas camadas inferiores: a camada física e a sub-camada de acesso ao meio (MAC). A Aliança ZigBee construiu a camada de rede (NWK - network) e a estrutura básica (framework) para a camada de aplicação. A estrutura da camada de aplicação consiste da sub-camada de apoio a aplicação (APS – aplication support sub-layer) e os objetos de dispositivo ZigBee (ZDO – ZigBee device objects). Objetos da aplicação definida pelo fabricante usam a estrutura e compartilham APS e serviço de segurança com o ZDO.
A sub-camada MAC definida pelo IEEE802.15.4 controla o acesso ao canal de rádio usando um mecanismo CSMA-CA. As responsabilidades desta sub-camada também pode incluir a transmissão de “quadros de anúncio” (beacon frames), sincronização, e prover um mecanismo de transmissão confiável.
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- arquitetura ZigBee –
A camada de rede (NWK) suporta topologias estrela, árvore, e mesh.
    • Na topologia estrela, a rede é controlada por um único dispositivo chamado “coordenador ZigBee”. O coordenador ZibBee é responsável por iniciar e manter os dispositivos na rede. Todos os outros dispositivos, conhecidos como “end-devices”, comunicam diretamente com o coordenador ZigBee.
    • Nas topologias árvore e mesh o coordenador ZigBee é responsável por iniciar a rede e escolher certos parâmetros-chave para a rede, mas a rede pode ser estendida através do uso de roteadores ZigBee.
    • Nas rede árvore, roteadores movem os dados e mensagens de controle através da rede usando estratégia de roteamento estratégico, como por exemplo algoritmos para escolha de rota de transmissão baseados mapa de energia da rede.
 
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4.3 ISA100
Wireless Systems for Industrial Automation

Está sendo desenvolvido pela Sociedade de Instrumentação Sistemas e Automação (ISA) um padrão para a comunicação sem fio de dispositos eletrônicos de automação industrial. A expectativa é que o padrão seja lançado oficialmente no final do ano de 2008 e em breve se torne o padrão 4-20mA do século 21, operando em conjunto com os protocolos já existentes para redes cabeadas, HART, Fieldbus, Profibus, Devicenet.
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- O padrão ISA100 contido na documentação "ISA100: overview", obtida no site www.isa.org -
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