CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PAULA SOUZA FACULDADE DE TECNOLOGIA DE LINS PROF. ANTONIO SEABRA CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM REDES DE COMPUTADORES LUCAS POLONE MAYCON FELIPHE MAZONI COMUNICAÇÃO DE DADOS ATRAVÉS DA REDE ZIGBEE LINS/SP 1º SEMESTRE/2012
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CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PAULA
SOUZA
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE LINS PROF. ANTONIO SEABRA CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM REDES DE COMPUTADORES
LUCAS POLONE
MAYCON FELIPHE MAZONI
COMUNICAÇÃO DE DADOS ATRAVÉS DA REDE ZIGBEE
LINS/SP
1º SEMESTRE/2012
II
CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PAULA
SOUZA
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE LINS PROF. ANTONIO SEABRA CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM REDES DE COMPUTADORES
LUCAS POLONE
MAYCON FELIPHE MAZONI
COMUNICAÇÃO DE DADOS ATRAVÉS DA REDE ZIGBEE
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à
Faculdade de Tecnologia de Lins Professor
Antônio Seabra para obtenção do Título de
Tecnólogo em Redes de Computadores.
Orientador: Prof. Dr. Renato Correia de Barros
LINS/SP
1º SEMESTRE/2012
III
LUCAS POLONE
MAYCON FELIPHE MAZONI
COMUNICAÇÃO DE DADOS ATRAVÉS DA REDE ZIGBEE
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à
Faculdade de Tecnologia de Lins, como parte dos
requisitos necessários para obtenção do Título de
Tecnólogo em Redes de Computadores sob
orientação do Prof. Dr. Renato Correia de Barros.
Data de aprovação: ___/___/___
________________________________________________________ Orientador (Prof. Dr. Renato Correia de Barros)
________________________________________________________ Examinador 1 (João Luiz Cardoso de Moraes)
Quero expressar meus sinceros agradecimentos primeiramente a Deus por ter
me guiado e ajudado em mais esta etapa de minha vida.
Ao orientador Prof. Dr. Renato Correia de Barros por nos ter conduzido e
auxiliado da melhor forma possível para assim, ser possível o término deste curso,
sempre nos ajudando e dando alternativas pra contornar os contratempos que
ocasionaram no trabalho.
Agradeço minha família que sempre estava do meu lado e por me apoiar em
todo o curso, sempre me dando conselhos para uma boa conduta.
Agradeço ao meu companheiro de trabalho de conclusão de curso e amigo
Maycon Mazoni por estar sempre disposto a contribuir no trabalho.
Aos companheiros de classe por me incentivarem a continuar firme no curso,
sempre me ajudavam quando era conveniente.
Agradeço ao Diretor da Faculdade de Tecnologia de Lins, Dr. Luciano Soares
de Souza por estar sempre pronto a me atender quando precisei.
A todos os professores que lecionaram no curso onde estive, por serem
excelentes profissionais e inspiradores para a minha pessoa.
Meus sinceros agradecimentos a todos os funcionários da Fatec Lins pelo
excelente trabalho e desempenho de cada um.
Lucas Polone
VII
AGRADECIMENTOS
Inicialmente agradeço a Deus, o nosso Pai celeste, por ter me concedido a
oportunidade de estar concluindo esse curso superior debaixo da sua graça e paz.
Não é fácil agradecer a todas as pessoas que de alguma maneira, nos
momentos fáceis e difíceis, fazem ou até fizeram parte da minha vida, por isso
agradeço a todos de coração.
Agradeço a todos que estiveram batalhando ao meu lado, aqueles que
apoiaram nos momentos que precisei.
Agradeço a minha namorada Thalita Umbelino, que por mais difícil que tenha
sido essa jornada, ela esteve me apoiando e ajudando a cada momento, somando
sempre ao meu lado.
Agradeço a todos os familiares, tios e primos, pela convivência e amparo do
dia-a-dia, pelo apoio e estímulo para enfrentar as barreiras da vida.
Agradeço a todos os amigos, em especial ao Rafael Sanches que por muitas
vezes me apoiou e ajudou a construir e vencer mais essa etapa.
Agradeço também ao Lucas, por ter vencido junto comigo toda essa fase de
nossas vidas a cada momento, meu sincero agradecimento.
Meus sinceros agradecimentos à Cláudia, que me ajudou sempre que precisei
não se negando nem hesitando em me apoiar.
Agradeço aos colegas de sala pelo apoio, ajuda, companheirismo e amizade
e com toda certeza se formarão excelentes profissionais.
Agradeço aos amigos que fiz nos outros semestres, pelo apoio e
companheirismo de todos.
Agradeço ao Coordenador do Curso de Informática da Faculdade de
Tecnologia de Lins Prof. Antônio Seabra, Anderson Pazin por ter auxiliado e ajudado
a concretizar o meu sonho.
Agradeço ao Diretor da Faculdade de Tecnologia de Lins Professor Antônio
Seabra, o Dr. Luciano Soares de Souza, por ter apoiado nos momentos difíceis,
auxiliado e trabalhado a favor dos alunos, por ter tentado conseguir condução para
mim e os outros alunos cafelandenses da FATEC no período da tarde, mostrando
cada vez mais como se preocupa conosco.
Agradeço ao meu orientador, o professor Dr. Renato de Correia de Barros,
por ter me auxiliado a cada instante percorrido desse trabalho, que com paciência
VIII
corrigiu meus textos e me auxiliou, e por ser um excelente professor e profissional
no qual muito me espelho.
Agradeço a todos os professores, pelos ensinamentos de cada dia e por tudo
o que aprendi nos últimos anos. Sou muito grato a todos.
Por fim, agradeço a todos que de uma forma ou de outra me ajudaram e
acreditaram no meu potencial, meus sinceros agradecimentos.
Maycon Feliphe Mazoni
IX
RESUMO A informática se inova a cada dia, e isso faz com que as tecnologias fiquem cada vez mais ultrapassadas. Com a evolução constante, surgiram ao longo dos tempos redes de computadores sem fios e cabos. Uma das tecnologias que atualmente vem se difundindo é a tecnologia de rede sem fio Zigbee que, por ser muito recente e em constante expansão, possui muitas empresas aliadas que trabalham em conjunto para melhorar a tecnologia e elaborar projetos de casas inteligentes. A rede Zigbee tem por um de seus principais objetivos diminuir o consumo de energia e transmitir poucos dados de cada vez, a uma distância significativa. Este trabalho tem por objetivo realizar uma implementação e posteriormente testes de desempenho com as redes que já foram ou que são as mais usadas, que são a comunicação Serial, Bluetooth, Wireless, Zigbee e Cabeada. O desempenho é analisado por um software que faz a captura de pacotes e mostra o tempo em que foi transmitido cada um deles. Feito isso, é ressaltado o tempo de cada troca de dados de cada tecnologia citada anteriormente. Diante deste fato, será elaborado um comparativo dos resultados obtidos com intuito de descobrir qual a melhor tecnologia para cada ocasião. Palavras-chaves: Zigbee, Redes de Computadores, Wireless.
X
ABSTRACT
The computer is innovating every day, and this makes the technologies become increasingly outdated. With the constant evolution have emerged over time computer networks without wires and cables. A technology that is currently spreading is the technology of ZigBee wireless network which, being very new and constantly expanding, has many allied companies working together to improve technology and develop smart homes projects. The Zigbee network is a its main objectives of reducing the power consumption and limited data stream at a time, at a significant distance. This paper aims to carry out an implementation and then testing performance with the networks that have been or are commonly used, which are the serial communication, Bluetooth, Wireless, Wired and Zigbee. The performance is analyzed by software that makes the packet capture and display the time each has been transmitted. That done, is stressed each time data exchange for each technology mentioned above. Given this fact, will produce a comparison of results obtained with the aim of finding the best technology for every occasion. Keywords: Zigbee, Computer Network, Wireless.
XI
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1.1 - Duas redes LANs. (a) Barramento (b) Anel...................................................14
Figura 1.2 - Uma rede metropolitana baseada na TV a cabo...........................................15
Figura 1.3 - Hosts interligados a uma rede local com o elemento de comutação
os brasileiros podiam conectar–se à internet usando esse provedor de acesso.
(TITTEL, 2003)
A partir de 1997 a internet brasileira iniciou uma nova fase, com o aumento de
pessoas e universidades que tinham acesso. A rede necessitou de uma
infraestrutura melhor, o que levou o país a fazer maiores investimentos em
novas tecnologias, mas devido a uma carência na infraestrutura óptica, optou-se
pela criação de uma rede local de alta velocidade aproveitando a estrutura de
algumas cidades metropolitanas. Já em 2000, foi implantado o BackBone RNP2 com
o principal objetivo de ligar o país à rede de alta tecnologia. Hoje em dia, o RNP2
conecta os 27 estados brasileiros e interliga mais de 300 instituições de ensino
superior no País. Atualmente no Brasil o número de internautas que possuem
acesso à internet como um todo, sendo em casa, no trabalho, em Lan Houses, nas
escolas, é de 73,9 milhões de pessoas. Segundo o Instituto Brasileiro de Opinião
Pública e Estatística (IBOPE), o número dos que acessam internet em seus
domicílios hoje, gira em torno de 55,5 milhões. (NOVAES, GREGORES, 2007)
UOL Noticia (2011) “Em 31/10/2011 o Brasil superou a Alemanha em número de usuários de internet ativos em setembro, tornando-se o terceiro país em número de internautas, segundo pesquisa do Ibope Nielsen Online. Em setembro, 61,2 milhões de brasileiros acessaram a internet, o que representou um incremento de 2% em relação ao mês de agosto, e aumento de 14% comparado a setembro de 2010. No período, os Estados Unidos lideraram a lista, com 203,4 milhões de usuários e aumento de 2,8% no mês. Em seguida está o Japão, com 62,4 milhões de internautas (incremento de 0,3% sobre setembro de 2010). A Alemanha, que no ano passado registrava 5 milhões de usuários a mais que no Brasil, apresentou 50 mil internautas a menos em setembro, com 46,2 milhões de usuários, ou queda de 1,6% na audiência”.
1.2 PERIFÉRICOS DE REDE
1.2.1 Bridge (Ponte)
Quando vários usuários tentavam se conectar em um único segmento de
rede, chegando ao ponto de exceder esse limite, foi preciso criar um dispositivo no
qual fosse possível ligar duas redes juntas. Foi criado o dispositivo denominado
De início, era composta por sete computadores que se comunicavam à outra parte
da rede. Em 1972, a ALOHAnet conectou-se ao sistema WLAN ARPANET no
continente. As primeiras redes WLAN eram muito limitadas, utilizando sua
capacidade máxima de comunicação de dados e sofriam grande interferência de
máquinas industriais. Já a segunda rede WLAN foi lançada com uma tecnologia
mais robusta, quatro vezes mais rápida que seu antecessor em 2 Mega bits por
segundo (Mbps). Hoje em dia é usado o terceiro formato da WLAN, e tem a mesma
velocidade que o anterior. (LIFE, 2012)
Em 1988 surgiram os notebooks no Brasil. Muitas pessoas imaginavam
quando se tornaria em realidade os sonhos de entrar no seu escritório, faculdade,
lanchonete, pizzaria e tantos outros lugares de forma muito simples com o seu
computador portátil conectado a internet. Por isso diversos grupos de pesquisadores
começaram a se empenhar para alcançar esse objetivo. A maneira mais prática foi
equipar os estabelecimentos e os computadores portáteis com transmissores e
receptores de rádio frequência, com curtas ondas para permitir uma real
comunicação entre eles. (TANENBAUM, 2003)
Para padronizar o modelo de comunicação sem fio, foi criado um padrão de
rede sem fio através do Institute of Eletrical and Eletronics Engineers (IEEE). O
padrão recebeu o nome 802.11. (TITTEL, 2003)
Por volta dos anos 1990, começou o processo de padronização, porém a
Ethernet praticamente dominava o mercado de redes locais. Existiam diversas
diferenças entre os padrões, mas o 802.11 tratou essas incompatibilidades
localizadas na camada enlace de dados ou link de dados. Em 1997 que foi lançado
o padrão. (LIFE, 2012)
Essa rede sem fio funcionava a 1 Mega bit por segundo(Mbps) ou 2Mbps e
não foi muito aceita por causa de sua lentidão. Foi assim que iniciaram o trabalho
para padrões mais rápidos. (TANENBAUM, 2003)
Posteriormente, a IEEE publicou dois novos padrões: o 802.11a, que tinha a
taxa de transmissão de até 54 Mbps, frequência de operação em torno de 5 Giga
hertz e possuía um alcance de 25 a 100 metros de distância, e o 802.11b que
possuía uma taxa de transmissão de até 11 Mega bits por segundo, trabalhava com
frequência de operação de 2,4 Giga Hertz e o alcance era em torno de 100 a 150
metros. Os dois padrões eram incompatíveis entre si. Em seguida o IEEE
apresentou um novo e mais robusto padrão que se chamava 802.11g. Utilizava a
27
tecnologia do 802.11a junto com o 802.11b, que ficou assim: Taxa de transmissão
de até 54Mbit/s, com Frequência de operação em 2.4GHz e alcance de 100 a 150
metros de distância. (TANENBAUM, 2003)
Por fim, foi lançado o padrão 802.11n, que possui taxa de 65 Mbps a 300
Mbps, frequência de operação em 2.4GHz e ou 5GHz e com distância de 100 a 400
metros. (TANENBAUM, 2003)
A incompatibilidade:
802.11a é Incompatível com o 802.11b e 802.11g;
802.11b é incompatível com o 802.11a e 802.11g;
802.11g é compatível com o 802.11b a 11Mbit por segundo e
incompatível com o 802.11a. (TANENBAUM, 2003)
Hoje, a rede sem fio vem crescendo ano após ano de forma surpreendente,
principalmente na criação de alguns aplicativos que viabilizam a transferência tanto
para uso pessoal como para comercial. (TANENBAUM, 2003)
Nem todos no início eram a favor dessa tecnologia revolucionária como disse
Tanenbaum (2007):
“Muitas pessoas acreditam que as redes sem fios são a onda do futuro (por exemplo, Bi et al., 2001; Leeper, 2001; Varshey e Vetter, 2000), mas existe pelo menos uma voz discordante. Bob Metcalfe, o inventor da Ethernet, escreveu: "Os computadores moveis sem fios são como banheiros moveis sem tubulação — verdadeiros penicos portáteis. Eles serão comuns em veículos, construções e em shows de rock. Meu conselho é que as pessoas instalem a fiação em suas casas e fiquem lá" (Metcalfe, 1995)”.
1.5.1 Tecnologia Zigbee
Zigbee é uma tecnologia wireless aplicada a dispositivos de rádio frequência
de baixa potência, custo acessível e curto alcance (MONTEBELLER, 2006). Essa
tecnologia foi fundada por uma associação composta por vários fabricantes de todo
o mundo, tais como: China, Japão, algumas partes da Europa e Austrália; a classe
de membros da ZigBee Alliance é dividida em três partes: os promotores,
participantes e Adotantes. Os Promotores são como a presidência: tem maior poder
e autonomia para tomar decisões. Os participantes não deixam de ser membros
importantes para a ZigBee Alliance: possuem direito de votos, tem participações
28
ativas na evolução do desenvolvimento da tecnologia ZigBee e recebem acesso
antecipado ao caderno de encargos e perfis das aplicações públicas para o
desenvolvimento do produto. Os adotantes são membros que recebem acesso às
especificações que já finalizaram e perfis de aplicação pública. (ZIGBEE ALLIANCE)
A amplitude dessa tecnologia resultou em vários membros e organizações de
todos os tipos por todo o mundo, como ressalta a página de internet da ZigBee
Alliance (2006):
“Nosso quadro membros inclui multinacionais, empresas públicas bem
conhecidas, governamentais regulares, grupos de universidades e empreendedores
iniciantes.”
Atualmente a ZigBee Alliance é composta por volta de 409 empresas, sendo
Modo de comandos AT para configuração dos parâmetros do módulo
Variedade de Comandos
52
Com os testes realizados no próximo capítulo a ênfase será nos resultados
obtidos, onde são mostrados os dados mais detalhados.
53
3 PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO
Nesse Capítulo será abordado o processo para desenvolvimento, onde consta
cada procedimento realizado para fazer a comunicação entre os módulos Zigbee e o
teste de desempenho de cada rede, a wireless, cabeada e a Zigbee.
3.1 TESTE DE DESEMPENHO DE REDE
A seguir documentado como os testes foram elaborados, foram utilizados as
redes LAN, Wireless, conexão SERIAL e ZIGBEE para realização dos testes.
3.1.1 Teste de desempenho com rede cabeada (LAN)
Para realizar os testes foram usados dois computadores de mesma
configuração (Intel Core 2 Duo, 2 GB de RAM) com sistema operacional Windows
Vista. Os testes realiados foram realizados com o software Wireshark, testando
desempenho do PING e a transferência de arquivo de um computador para o outro
no formato ZIP com o tamanho de 6,44 Mega bite(Mb).
Figura 3.3 – Tela inicial do Wireshark. Fonte: Elaborado pelos autores.
54
Com o Wireshark aberto será necessário seguir o seguinte caminho:
Capture>Interfaces, e clicar em “Option” na interface a ser monitorada como mostra
a imagem a seguir.
Figura 3.4 – Tela de opções de captura do Wireshark. Fonte: Elaborado pelos autores.
Após serem selecionadas as opções desejadas, a captura dos pacotes se
inicia clicando no botão “Start”, quando isso acontecer, os pacotes que estão
passando pela interface começam a aparecer na lista no Wireshark como mostra a
figura 3.5.
Figura 3.5 – Tela de captura do Wireshark. Fonte: Elaborado pelos autores.
55
Podem-se obter as informações de desempenho do tráfego gerado, como por
exemplo, a taxa de transferência de dados no seguinte caminho:
Statistics>Summary.
Figura 3.6 – Tela de estatística do Wireshark. Fonte: Elaborado pelos autores.
No caminho Statistics>IO Graphs, foi possível ter a visão do desempenho em
forma de gráfico, auxiliando em uma boa análise.
Figura 3.7 – Tela de gráfico do Wireshark. Fonte: Elaborado pelos autores.
56
Em Statistics>Protocol Hierarchy Statistics é possível conferir os prototolos
mais utilizados em nível hierárquico.
Figura 3.8 – Tela de protocolos utilizados em nível hierárquico do Wireshark. Fonte: Elaborado pelos autores.
3.1.2 Teste de desempenho com rede sem fio (WIRELESS)
Para realizar os testes foram usados dois Notebooks e rede AD HOC (rede
ponto-a-ponto sem fio). Os testes realizados foram realizados com o software
Wireshark, testando desempenho do PING e a transferência de arquivo de um
notebook para o outro no formato ZIP com o tamanho de 6,44 Mb.
Com o Wireshark aberto será necessário seguir o seguinte caminho:
Capture>Interfaces, e clicar em “Option” na interface a ser monitorada como mostra
a imagem a seguir.
Após serem selecionadas as opções desejadas, a captura dos pacotes se
inicia clicando no botão “Start”, quando isso acontecer, os pacotes que estão
passando pela interface começam a aparecer na lista no Wireshark como mostra a
figura 3.9.
57
Figura 3.9 – Tela de captura de pacotes do Wireshark. Fonte: Elaborado pelos autores.
Podem-se obter as informações de desempenho do tráfego gerado, como por
exemplo, a taxa de transferência de dados no seguinte caminho:
Statistics>Summary.
Figura 3.10 – Tela de estatística do Wireshark. Fonte: Elaborado pelos autores.
No caminho Statistics>IO Graphs, temos uma visão do desempenho em
gráfico, auxiliando em uma boa análise.
58
Figura 3.11 – Tela de gráfico do Wireshark. Fonte: Elaborado pelos autores.
Em Statistics>Protocol Hierarchy Statistics é possível conferir os prototolos
mais utilizados em nível hierárquico como mostra a figura 3.12.
Figura 3.12 – Tela de gráfico do Wireshark. Fonte: Elaborado pelos autores.
3.1.3 Teste de desempenho com conexão Serial
59
Para realizar os testes foram usados dois computadores de mesma
configuração. O teste foi realizado com o software Hyperterminal e também Serial
Port Monitor e a comunicação Serial foi estabelecida pelo software RComSerial. O
teste efetuado foi através de mensagens enviadas do software de comunicação
Serial para o outro computador, o mesmo estava conectado por meio do mesmo
software de comunicação, posteriormente foi efetuado a transferência de arquivo de
um computador para o outro no formato ZIP com o tamanho de 6,44 Mb.
Figura 3.13 – Tela inicial dos softwares Serial Port Monitor e RComSerial. Fonte: Elaborado pelos autores.
Para que haja comunicação, é preciso selecionar a porta COM
correspondente no software RComSerial nos dois hosts (computadores), logo após
este procedimento é conectado o Serial Port Monitor para detectar os dados que
estão passando pela comunicação, (sniffer).
60
Figura 3.14 – Tela de seleção de portas Seriais para conexão. Fonte: Elaborado pelos autores.
Quando os dados são transmitidos, as informações são capturadas e assim é
possível analisarmos detalhadamente.
Figura 3.15 – Tela de comunicação e análise dos softwares Serial Port Monitor e RComSerial. Fonte: Elaborado pelos autores.
61
A seguir é possível visualizar uma transferência do arquivo em andamento
com conexão Serial.
Figura 3.16 – Tela de transferência do arquivo inicializada com o software HyperTerminal e análise dos pacotes. Fonte: Elaborado pelos autores.
A Figura abaixo mostra a transferência do arquivo concluída com sucesso.
Figura 3.17 – Tela de finalização da transferência do arquivo com o software HyperTerminal e análise dos pacotes. Fonte: Elaborado pelos autores.
62
3.1.4 Teste de desempenho com Bluetooth
Para realizar os testes foram usados dois computadores de mesma
configuração. O teste foi realizado com o software Hyperterminal, efetuando a
transferência de arquivo de um computador para o outro no formato ZIP com o
tamanho de 6,44 Mb.
Figura 3.18 – Tela de transferência do arquivo por Bluetooth com o software HyperTerminal e análise dos pacotes. Fonte: Elaborado pelos autores.
3.1.5 Teste de desempenho com Zigbee
Após a instalação do Driver e configuração, foi digitado a palavra “teste” em
um dos computadores com rede Zigbee, e logo após é possível visualizar no outro
computador como mostra a figura 3.19.
63
Figura 3.19 – Tela da rede zigbee conectado com Hyperterminal exibindo a palavra “teste”.
Fonte: Elaborado pelos autores.
Em seguida foi elaborado o teste de estabilidade da rede, foi criado uma
conexão com dispositivos Bluetooth, o mesmo iniciou uma transferência de dados
com o tamanho de 6,44 Mb.
Figura 3.20 – Tela da rede Zigbee e Bluetooth conectado transferindo arquivo Fonte: Elaborado pelos autores.
Como nos testes anteriores, não foi possível realizar a transferência do
arquivo de 6,44Mb, por causa de ter tamanho maior para o padrão Zigbee. Para
realizar o teste foi utilizado outro arquivo de tamanho 503 Kb no formato PDF.
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Figura 3.21 – Teste de desempenho em andamento com Zigbee Fonte: Elaborado pelos autores.
Logo abaixo está a figura com o teste concluído.
Figura 3.22 – Teste de desempenho concluído com Zigbee Fonte: Elaborado pelos autores.
Realizado também um teste de comunicação da rede Zigbee com barreira e
sem barreira, com um notebook em cada ponta conectada no módulo Ubee, foi
medido a distância que a rede alcançou.
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Figura 3.23 – Teste de comunicação Zigbee com visada Fonte: Elaborado pelos autores.
Figura 3.24 – Teste de comunicação Zigbee sem visada Fonte: Elaborado pelos autores.
3.1.6 Teste de desempenho Zigbee x Bluetooth
66
Neste teste foi analisado o desempenho das redes conectadas
simultaneamente, com a conexão da rede Zigbee estabelecida, inicia-se a
transferência de arquivo via Bluetooth com o tamanho de 6,44 Mb no formato PDF
para a realização desse teste.
Figura 3.25 – Teste desempenho Zigbee x Bluetooth Fonte: Elaborado pelos autores
Com base neste capítulo, o próximo capítulo será responsável por mostrar os
resultados obtidos nos testes efetuados, onde é mostrado com detalhes várias
informações necessárias para a comparação final.
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4 RESULTADO DOS TESTES
Entrando mais afundo nos resultados foi possível analisar o desempenho de
cada rede e cada comunicação.
4.1 REDE CABEADA (LAN)
No teste com LAN a transferência de arquivo se completou com sucesso e em
menos de um minuto já tinha transferido 6,44 Mb.
Topologia utilizada: Estrela
Acesso à internet: Sim
Tempo de análise de tráfego: 00:00:55
Tamanho do arquivo: 6.44 Mb
Formato do arquivo: ZIP
Pacotes capturados: 9845
Tempo para capturar os pacotes: 00:00:55
Bytes: 7745768
Média de pacotes por segundo: 177,772
Tamanho médio dos pacotes: 786,772 Bytes
Média de Bytes por segundo: 139424,091
Média de Megabit por segundo: 1,115
Figura 4.1 – Tela de gráfico do tráfego da rede LAN. Fonte: Elaborado pelos autores.
68
4.2 REDE SEM FIO (WIRELESS)
Já no teste com rede Wireless o tempo para a transferência reduziu
significamente, vale lembrar que isso foi possível porque os notebooks estavam
conectados ponto-a-ponto.
Topologia utilizada: Ponto-a-ponto sem fio (Ad Hoc)
Sinal de rede: Excelente
Acesso à internet: Não
Tempo de captura análise de tráfego: 00:00:22
Tamanho do arquivo: 6.44 Mb
Formato do arquivo: ZIP
Pacotes capturados: 7331
Tempo para capturar os pacotes: 00:00:22
Bytes: 7240363
Média de pacotes por segundo: 321,151
Tamanho médio dos pacotes: 987,636 Bytes
Média de Bytes por segundo: 317180,568
Média de Megabit por segundo: 2,537
Figura 4.2 – Tela de gráfico do tráfego da rede WIRELESS. Fonte: Elaborado pelos autores.
4.3 COMUNICAÇÃO SERIAL
69
Na comunicação serial o tempo de transferência almentou bastante com
relação as outras tecnologias de comunicação de dados, mas não houve perda de
pacotes.
PID: 5084
Porta Serial utilizada: COM1
Velocidade 19200
Paridade: Nenhum
Bit de parada: 1
Tamanho do arquivo: 6.44 Mb
Formato do arquivo: ZIP
Tempo para capturar os pacotes: 02:06:18
Pacotes capturados: 98538
Taxa de transferência em bits por segundo (Bps): 8910
Taxa de transferência em ciclos por segundo (Cps): 891
Protocolo de transferência utilizado: Kermit
Figura 4.3 – Tela de informações detalhadas da comunicação Serial.
Fonte: Elaborado pelos autores.
4.4 BLUETOOTH
70
A transferência de dados via Bluetooth se mostrou bastante robusta,
demorando um pouco mais de dois minutos para completar a tranferência com
sucesso.
Porta Serial utilizada: COM5
Velocidade 19200
Paridade: Nenhum
Bit de parada: 1
Tamanho do arquivo: 6.44 Mb
Formato do arquivo: ZIP
Tempo para capturar os pacotes: 00:02:18
Taxa de transferência em bits por segundo (Bps): 486910
Taxa de transferência em ciclos por segundo (Cps): 48691
Protocolo de transferência utilizado: Kermit
Figura 4.4 – Tela final da transferência do arquivo por Bluetooth com o software HyperTerminal e análise dos pacotes.
4.5 ZIGBEE
A tecnologia ZigBee definitivamente não foi feita para a transferência de
arquivos pesados, nos testes realizados com o arquivo de teste com tamanho de
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6,44 Mb mostrou ser praticamente impossível a transferência desse tamanho, com o
término previsto em 10 horas e com alta taxa de erros na transferência.
Porta Serial utilizada: COM5
Velocidade 19200
Paridade: Nenhum
Bit de parada: 1
Tamanho do arquivo: 504 Kb
Formato do arquivo: PDF
Pacotes capturados: 7275
Tempo para capturar os pacotes: 00:42:52
Taxa de transferência em bits por segundo (Bbs): 2000
Taxa de transferência em ciclos por segundo (Cps): 200
Protocolo de transferência utilizado: Kermit
Distância alcançada com campo de visada: 160 m
Distância alcançada sem campo de visada: 60 m
4.6 ZIGBEE X BLUETOOTH
Nos resultados da transferência de arquivo via Bluetooth próximo a uma rede
Zigbee em funcionamento, pode-se concluir que neste caso, a velocidade de
transferência de arquivo via Bluetooth caiu consideravelmente em relação a uma
transferência de arquivo sem uma rede Zigbee em funcionamento por perto.
Porta Serial utilizada: COM5
Velocidade 19200
Paridade: Nenhum
Bit de parada: 1
Tamanho do arquivo: 6.44 Mb
Formato do arquivo: ZIP
Tempo para capturar os pacotes: 00:27:25
Bytes recebidos: 6825921
72
Bytes enviados: 4542
Protocolo de transferência utilizado: Kermit
4.7 ESTUDO COMPARATIVO ENTRE AS TECNOLOGIAS
Cada padrão se adequa a uma determinada tecnologia, a rede LAN é
melhor utilizada entre computadores, já o padrão ZigBee melhor se adequa a
automação industrial ou residencial, podendo controlar por exemplo, o gado de uma
fazenda, podendo substituir os brincos colocados nos gados, adicionando um sensor
em forma de brinco, o controle do animal deixa de ser só visual, para ser também via
computador.
Comparado a outras tecnologias, a rede ZigBee sobressaiu-se em alguns
aspectos, por ser uma rede de baixo consumo de energia e de alcance razoável, é
possível utilizá-la para solucionar problemas que empresas enfrentam por não
usarem nenhuma tecnologia computacional ou usarem outra que não melhor se
adequa a aplicação que efetua. Os dados obtidos nos testes auxiliam na melhor
escolha para a aplicação que necessita.
Na tabela abaixo é possível conferir os resultados. Nota-se que a tecnologia
ZigBee tem um grande potencial quando o assunto é autonomia e alcance, mas é
importante observar que isso só é possível porque a taxa de transferência é
pequena. Portanto, para passar arquivos pesados, este não é o meio de transmissão
adequado. Agora para estabelecer uma comunicação onde são usados pequenos
dados como é o caso da automação, ele se mostrou uma excelente escolha se
comparado a cada item da tabela.
73
Tecnologia Serial Cabeada Sem Fio Bluetooth ZigBee
Velocidade Hipotética
115 Kbps 1 Gbps 54 Mbps 1 Mbps 250 Kbps
Velocidade Real
8,91 Kbps 139.375 Mbps
2,537 Mbps
60,863 Kbps
2 Kbps
Alcance Hipotético
20m 90m 300m 10m 100m
Alcance Real
12m 90m 100m 10m 160m
Consumo de energia
Baixo Médio Alto Baixo Baixo
Perda de Pacotes
Baixo Baixo Baixo Baixo Baixo
Aplicação Comunicação de dois computadores
Conectar dois ou mais computadores em forma de rede
Substituir Cabos
Troca de dados em curta distância
Sensores, Automação
Tabela - 4.1: Comparativo entre as tecnologias. Fonte: Elaborado pelos autores.
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Zigbee é uma tecnologia futurista e muito robusta que cada vez mais encontra
adeptos e encanta consumidores. Por ser uma tecnologia nova, uma grande parcela
da população desconhece de fato sua abrangência, desde uma simples
comunicação até um acender de luz via controle remoto. Com um sensor de
temperatura é possível disparar um alarme de chamas, controlar ar condicionado,
tudo isso com baixo consumo de energia.
Essa tecnologia vem sendo muito utilizada por todo o mundo com ampla
probabilidade de propagação. No entanto, no Brasil há dificuldades para encontrar
módulos para essa tecnologia, mesmo que o objetivo seja o de tê-la por um custo
acessível a todos, o material usado para esse trabalho teve o custo de R$ 400,00 no
país, entretanto, no exterior o mesmo equipamento é adquirido por um pouco mais
que a metade desse valor.
A tecnologia Zigbee ainda não é muito difundida no Brasil, há algumas
limitações e dificuldades em aplicá-la na realidade. Por muitas vezes foi tentado
elaborar uma rede com módulos comprados no exterior, porém, sem sucesso.
Contudo, para a implementação do trabalho foram adquiridos módulos Zigbee
no mercado interno. Os resultados obtidos vieram de uma implementação sem
muitos obstáculos, e com afinco e determinação foram realizadas as comunicações
necessárias entre os pontos, visto também que é difícil encontrar suporte adequado.
Por ser uma tecnologia nova e que ainda está em desenvolvimento e
aprimoramento, há problemas que precisam ser corrigidos e melhorados. Entretanto,
com os resultados obtidos elevou-se a um patamar acima do previsto, pois,
acreditava-se que era uma tecnologia que deixaria a desejar, o que não aconteceu.
Nos testes apresentou-se pouco robusta ao transmitir dados, com baixíssima perda
de pacotes. Ao se inter-relacionar com a rede Bluetooth nas suas proximidades,
apresentou demora nos resultados, porém, foi considerado muito bom e eficiente.
A verdade é que essa tecnologia não tem foco em transmitir muitos dados, ou
elaborar uma rede para substituir a rede cabeada de hoje, essa tecnologia tem o
objetivo de ser trabalhada na automação.
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Nos trabalhos futuros essa tecnologia pode abranger muitos setores, podendo
ser conectada a sensores de temperaturas, umidade, até controles de portões
eletrônicos, buzina de automóveis, alarme de automóveis, acender a apagar de
luzes, para essa tecnologia o mercado de atuação é gigante, e está crescendo cada
vez mais, e em um futuro não muito distante se tornará uma tecnologia que
surpreenderá muita gente no ramo da automação pelas suas várias qualidades.
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