Using IEEE 802.15.4/ZigBee in audio applications

Most of the current uses for ZigBee and IEEE 802.15.4 focus on control applications. However, there are other areas that will benefit from the standardisation, low cost and possibly low power of ZigBee/IEEE 802.15.4. This paper focuses on the use of ZigBee/IEEE802.15.4 for audio applications. We will discuss the advantages and theoretical limits of ZigBee/IEEE 802.15.4 for this kind of applications. We will then present a design that we used as starting point to develop applications related to the transfer of audio data

SIMULASI DAN ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN ZIGBEE (IEEE 802.15.4) DI DALAM PERSONAL AREA NETWORK SIMULATION AND PERFORMANCE ANALYSIS ZIGBEE (IEEE 802.15.4) NETWORK IN THE PERSONAL AREA NETWORK

ABSTRAKSI: Upaya pembangunan jaringan wireless dalam mengirimkan informasi tidak terlepas dari masalah data rate, area cakupan, ukuran jaringan, dan konsumsi daya. Teknologi jaringan wireless ini terbagi menjadi dua grup untuk menyelesaikan masalah tersebut, yaitu WLAN (Wireless Local Area Network) dan WPAN (Wireless Personal Area Network). Masing-masing memiliki karakteristik, yaitu WLAN digunakan untuk kebutuhan data rate tinggi, area cakupan luas, sedangkan fokus WPAN adalah data rate rendah, konsumsi daya rendah, dan area cakupan luas. Zigbee termasuk kategori LR-WPAN (Low-rate Wireless Personal Area Network). Teknologi Zigbee/IEEE 802.15.4 tidak hanya digunakan untuk transmisi data dalam jaringan sensor dan kontrol, tetapi juga dalam tugas akhir ini diteliti sejauh mana teknologi Zigbee/IEEE 802.15.4 dalam transmisi voice menggunakan standar codec voice. Dalam penelitian tugas akhir ini, pemodelan jaringan Zigbee (IEEE 802.15.4) di dalam Personal Area Network (PAN) menggunakan software simulator, yaitu NS-2 (Network Simulator 2) di dalam topologi star. Penilaian performansi jaringan menggunakan parameter-parameter Quality of Service (QoS), seperti throughput, delay, dan packet loss. Hasil simulasi diperoleh bahwa perubahan rate paket dan peningkatan jumlah device menurunkan nilai throughput, meningkatkan nilai delay dan packet loss. Teknologi Zigbee/IEEE 802.15.4 digunakan untuk transmisi voice tanpa disertai komunikasi deviceto- coordinator dengan perubahan codec voice dan peningkatan jumlah device diperoleh bahwa bahwa transmisi suara menggunakan codec G.723.1-5,3Kbps, G.723.1-6,3Kbps, dan G.728-16Kbps bisa digunakan untuk device sebanyak enam buah, codec G.729-8Kbps sebanyak lima device, sedangkan codec G.726-24Kbps sebanyak empat device, sedangkan transmisi voice disertai komunikasi device-to-coordinator tidak layak digunakan dalam jaringan Zigbee/IEEE 802.15.4Kata Kunci : Zigbee, IEEE 802.15.4, WPAN, QoS (Quality of Services), NS-2, Codec VoiceABSTRACT: The implementation of wireless network sends information packets which also approximately from data rate, coverage area, network capacities, and also power consumption. Wireless network technology is divided into two groups to solve this problem; they are WLAN (Wireless Local Area Network) and WPAN (Wireless Personal Area Network). They have each characteristics, like WLAN is used in high data rate, wide coverage area, but WPAN is implemented for low data rate, low power consumption, and also wide coverage area. Zigbee is one of kind of LR-WPAN (Low-rate Wireless Personal Area Network). In my final project, in designing Zigbee/IEEE 802.15.4 network in PAN (Personal Area Network) is used by software simulator, it is NS2 (Network Simulator 2) in the star toplogy. The value of performance network uses these parameters of Quality of Services, such as throughput, delay, and packet loss. Based on my final project’s simulation that changing packet rate and increase number device have results like decreasing throughput, increasing delay and packet loss. When Zigbee/IEEE 802.15.4 technology is used for transmitting voice without data transfer model, device-to-coordinator with changing codec voice and increasing number devices that have results, they are for codec G.723.1-5,3Kbps, G.723.1-6,3Kbps, and G.728-16Kbps that the number of devices are six, but G.729-8Kbps is for five devices, and G.726-24Kbps that the number of devices are four, but with data transfer model, device-tocoordinator for transmitting voice isn’t good choices in Zigbee/IEEE 802.15.4 network.Keyword: Zigbee,WPAN, QoS (Quality of Services), NS2, Codec Voic

Оптимизация выбора антенны для беспроводной сенсорной сети диапазона 2,4 ГГц

В статье рассматриваются практические вопросы выбора типа антенны для беспроводной сенсорной сети диапазона 2,4 ГГц, работающей в стандарте ZigBee (IEEE 802.15.4). Сеть предназначена для съема информации с подвижных объектов (людей) в пределах 2...20 м в помещении. Приводятся результаты экспериментов, проведенных на сети из 5 узлов, каждый из которых содержит трансивер типа CC2520 и ARM микроконтроллер типа STM32F100RC. Качество связи оценивалось по значе- ниям RSSI и целостности полученных/переданных пакетов данных.У статті розглядаються практичні питання вибору типу антени для безпровідної сенсорної мережі діапазо- ну 2,4 ГГц, працюючою у стандарті ZigBee(IEEE 802.15.4). Мережа призначена для знімання інформації з рухливих об’єктів(людей) в межах 2.20 м у приміщенні. Наводяться результати експериментів, проведених на мережі з 5 вузлів, кожен з яких містить трансивер типу CC2520 і ARM мікроконтроллер типу STM32F100RC. Якість зв’язку оцінювалася по значеннях RSSI і цілісності отриманих/переданих пакетів даних.In article practical questions of a choice of type of the aerial for a wireless touch network of a range of 2,4 GHz, working in standard ZigBee (IEEE 802.15.4) are considered. The network is intended for съема to the information from mobile objects (people) within 2. 20 m indoors. Results of the experiments spent on a network from 5 knots are resulted, each of which contains the transceiver of type CC2520 and ARM the microcontroller of type STM32F100RC. The Communication quality was estimated on values RSSI and integrity of the received/transferred packages of the data

ANALISIS PERFORMANSI PROTOKOL ZIGBEE PADA JARINGAN SENSOR WIRELESS MENGGUNAKAN NETWORK SIMULATOR-2

ABSTRAKSI: Jaringan tanpa kabel (wireless network) dalam berkomunikasi antara coordinator dengan end-device tidak terlepas dari masalah rate data, wilayah cakupan, topologi jaringan, protokol perutingan dan ukuran jaringan. Teknologi jaringan wireless ini terbagi menjadi dua untuk menyelesaikan masalah tersebut, yaitu WPAN(Wireless Personal Area Network) dan WLAN (Wireless Local Area Network). Zigbee termasuk dalam kelompok WPAN yang dapat digunakan dalam melakukan sensor dan kendali untuk kebutuhan aplikasi perumahan (home application) yang tidak membutuhkan banyak data rate tetapi menjangkau untuk semua area.Dalam penelitian tugas akhir ini, pemodelan jaringan Zigbee dilakukan pada Wireless Sensor Network (WSN) menggunakan Network Simulator-2 dalam topologi single hop-star. Penilaian performansi jaringan menggunakan parameter-parameter Quality of Service (QoS) seperti throughput, delay dan packet loss.Hasil simulasi diperoleh bahwa perbedaan rate paket yang dikirimkan, peningkatan jumlah device dan adanya penggunaan protokol perutingan dapat meningkatkan performansi jaringan seperti meningkatnya nilai throughput dan menurunnya delay serta packet loss. Teknologi Zigbee/IEEE 802.15.4 digunakan pada aplikasi perumahan dengan proses perutingan dengan rate paket 10Kbps sangat cocok jika menggunakan 5 buah device, tetapi jika dilakukan proses tanpa perutingan dan waktu pembangkitan paketnya random dengan menggunakan rate paket lebih dari 10 Kbps maka performansi jaringanya menurun seperti menurunnya nilai throughput, meningkatnya nilai delay akan tetapi nilai packet loss ratio menurun sehingga pemilihan tanpa perutingan paket tidak bisa digunakan dalam jaringan Zigbee/IEEE 802.15.4.Kata Kunci : Kata kunci: Zigbee, IEEE 802.15.4, WSN, home application, QoS, Network Simulator-2ABSTRACT: The communication of wireless network between coordinator and end device can approximate from data rate, coverage area, network topology, routing protocol and network size. Wireless network technology divided into two groups to solve this problems, they are WPAN (Wireless Personal Area Network) and WLAN (Wireless Local Area Network). Zigbee is one of kind of WPAN group that uses at sensor and control for home application that does not need any data rate but can reach the area.In this final project, modeling Zigbee networking in Wireless Sensor Network (WSN) using Network Simulator-2 in the single-hop-star topology. The value of performance network uses three parameters such as throughput, delay and packet loss.The simulation result this final project acquired that the different packet rate which is sent, increase device number and with routing protocol use can increase network performance like increasing throughput value and decreasing delay and also packet loss ratio. Zigbee/IEEE 802.15.4 is used in home application with routing process with packet rate 10Kbps is more suitable with 5 devices, but if without routing process with generating packet time is random and use packet rate more than 10Kbps then the network performance is decrease so selection without routing process isn’t good choices in Zigbee/IEEE 802.15.4 network.Keyword: Keyword : Zigbee, IEEE 802.15.4, WSN, home application, QoS, Network Simulator-

Adaptive Channel Access Mechanism for Zigbee (IEEE 802.15.4)

The IEEE 802.15.4 (also known as Zigbee) is a new wireless personal area network (PAN) standard designed for wireless monitoring and control applications. The Zigbee standard is based on CSMA-CA for contention based medium access. In this paper a study of the Adaptive backoff exponent (BE) management of CSMA-CA for 802.15.4 is presented. The BEs determine the number of backoff slots that the device shall wait before accessing the channel. The power consumption requirements make CSMA-CA use fewer BEs which increase the probability of devices choosing identical BEs and as a result, wait for the same number of backoff slots in some cases. This often leads to degradation of system performance at congestion scenarios, due to higher number of collisions. This paper addresses the problem by proposing an adaptive mechanism to the current implementation of the backoff exponent management, based on a decision criterion. As a result of the implementation, potential packet collisions are reduced. The results of NS-2 simulations are presented, indicating an overall improvement in network performance

Sistema electrónico para optimizar los recursos energéticos y registrar las actividades docentes del Centro Regional MEGATEC Zacatecoluca

La Escuela Especializada en Ingeniería ITCA-FEPADE Centro Regional Zacatecoluca, en el marco del Programa de Investigación en Ciencia, Tecnología e Innovación, ante la problemática del uso innecesario de energía eléctrica en luminarias y equipos de aire acondicionado en aulas que no están siendo utilizadas, presenta en este artículo el proyecto relacionado con el diseño y desarrollo de un sistema electrónico para el uso adecuado y la optimización del recurso energético, integrando tecnologías electrónicas y computacionales. El prototipo consiste en un sistema electrónico para el registro administrativo y optimización de los recursos energéticos en un aula, que podría replicarse en las instalaciones de los edificios donde se imparten las sesiones de clases. Este sistema permite, a través de una tarjeta de identificación, el acceso, control, comunicación y monitoreo de datos basados en la aplicación de: tecnología de micro controlador, tecnología Radio Frequency Identification (RFID), interface para el control de potencia, interface de telecomunicación inalámbrica mediante protocolo ZigBee IEEE 802.15.4, sistema operativo Windows y aplicaciones de software como: Visual Studio 2012, wiring é ISIS Proteus, sistema para la gestión de base de datos relacional, multi hilo y multiusuario a través de MySQL

Monitorización de Transportes frigoríficos de hortalizas mediante Redes Inalámbricas de Sensores tipo ZigBee

Los productos alimentarios perecederos tales como hortalizas, frutas, carne o pescado requieren transporte refrigerado. El control de la calidad y supervisión de los productos durante su transporte y distribución es de gran importancia para los operadores logísticos, donde el mayor reto es asegurar una cadena de frio continua desde el productor hasta el consumidor. Las empresas involucradas necesitan mejores métodos que garanticen la calidad de sus productos de cara a los consumidores. Para optimizar las condiciones de transporte de los productos alimentarios es necesario desarrollar sistemas automáticos de monitorización y control de los envíos. El presente artículo presenta un estudio experimental de monitorización de un transporte frigorífico de lechugas Little Gem (Lechuga baby o cogollo) desde Murcia hasta Francia, usando una red inalámbrica de sensores basada en el protocolo ZigBee/IEEE 802.15.4. La red estaba compuesta de cuatro nodos y una puerta de enlace. Las condiciones de transporte, fiabilidad de las comunicaciones y propiedades psicrométricas han sido analizadas. La aplicación del modelo psicrométrico de la ASABE permitió la detección inmediata de los cambios en contenido del agua del ambiente, estimando la condensación sobre la superficie del producto y las pérdidas de agua del mismo

A prototype node for wireless vision sensor network applications development

This paper presents a prototype vision-enabled sensor node based on a commercial vision system of reduced size and power consumption. The wireless infrastructure for the deployment of a distributed smart camera network based on these nodes is provided by commercial motes. The smart camera, based on a low-power bio-inspired processing scheme, enables in-node image processing and vision tools. This permits to elaborate a lighter representation of the scene, keeping the relevant information in terms of detected elements, features and events, alleviating the data transmission through the network. Therefore by passing only the relevant information to the neighboring sensor nodes, distributed and collaborative vision is possible with the limited data rates available in commercial wireless sensor networks. Communication between the different components of the system is supported by the available UARTs and GPIOs. Several examples of in-node image processing and feature detection has been tested in the prototype, and information at different abstraction levels has been broadcasted to the network.Junta de Andalucía 2006-TIC-2352Ministerio de Ciencia e Innovación TEC2009-1181

ZigBee, de la théorie à la pratique : création d'un réseau ZigBee avec transmission de données

National audienceLes technologies de l'informatique sont de nos jours enfouies profondément dans le tissu de notre société à un point tel que nous ne pouvons éviter de passer chaque jour devant un très grand nombre de machines informatiques de toutes natures. Il ne faut pas penser simplement à l'outil informatique posé sur votre bureau, ou dans votre poche qui vous permet de téléphoner. Vous pourriez imaginer par exemple, sans vous projeter dans un film de science-fiction que ces machines informatiques vous ouvrent des portes, vous reconnaissent pour vous guider en toute sécurité vers votre destination, vous aident et vous surveillent si vous êtes à mobilité réduite et âgés, surveillent en continu une forêt pour prévenir rapidement d'un début d'incendie, etc. Pour de multiples raisons, ces machines sont très souvent amenées à collaborer. Pour cela, elles communiquent via des réseaux câblés ou sans- fil. La mise en oeuvre de tels réseaux peut être très compliquée, notamment parce qu'elle impose de connaître parfaitement la structure du réseau et les protocoles associés à la communication. Cet article vous présente une solution concrète de communication sans fil basée sur la technologie ZigBee, qui pour de multiples raisons s'adapte très bien au domaine de l'électronique embarquée, notamment par sa facilité de mise en oeuvre, son optimalité en termes de consommation et de coût. Autour d'un scénario simple de fonctionnement, nous illustrerons nos propos avec une présentation des outils matériels et logiciels permettant d'appréhender la mise en place du réseau de capteurs et la vérification de son fonctionnement