Digi XBee Wi-Fi (Aula 201) - SASE · – 10 Digital I/O, 4 ADC (10 bit) – Tiempo de re-conexión...

Digi XBee Wi-Fi(Aula 201)

Buenos Aires, ArgentinaBuenos Aires, Argentina

(Aula 201)

Agosto 2013Paolo ChiarlonePaolo Chiarlone

Ingeniero de Aplicaciones SéniorIngeniero de Aplicaciones Sénior

Hola… Soy….

“Pleased to meet you.Hope you guessed my name…”

(1968)

Agenda

Bienvenidos!

Módulos Digi XBee

Topologías de Redes Inalámbricas

Tecnología Wi-Fi

Nuevo! XBee Wi-Fi (S6B)Nuevo! XBee Wi-Fi (S6B)

Logística – Lanzamiento, N/P

Setup HW/SW

Ejemplos de Aplicaciones

Demo

Digi InternationalDigi International

• Expertos en Soluciones M2M

• Compañía pública, rentable, financieramente estable y global

• Líder innovador de “Device • Líder innovador de “Device Cloud”

• Líder en comunicaciones inalámbricas

Mas Acerca de Digi International

• Fundada en 1984 – compañía pública por mas de 25 años

• NASDAQ desde 1989: DGII • Oficina central en Minnetonka, MN• Oficinas alrededor del mundo (USA, Europa, Asia)• Crecimiento vía adquisiciones: 8 compañías en 8

años• 670 empleados• $200M+ en ventas en FY2012, $100M en el banco• $200M+ en ventas en FY2012, $100M en el banco• Nombrada una de las mejores compañías de

SmartGrid en 2011• Familias de productos :

– Digi Terminal servers y Gateways; sistemas embebidos– NetSilicon 32-bit procesadores y módulos– FsForth Linux y Windows CE OS– Rabbit 8/16-bit procesadores y módulos– Inside Out Networks productos USB– MaxStream Radio, RF y productos ZigBee– Sarian Systems Ruteadores IP para aplicaciones de misión crítica– Wireless Design Services diseños de HW/SW a la medida– MobiApps comunicaciones M2M (satélite, celular)– Etherios conectividad en la nube “Device Cloud”

Módulos Digi XBee

• Módulo embebido serial a RF(o USB a RF)• Protocolo completo incluido en el FW• Capa de aplicación para operaciones fáciles (AT)• Capa completa de protocolo de aplicaciones para

operaciones complejas (API)• Potente conjunto de funcionalidades incluye:

¿Qué es el XBee?

• Potente conjunto de funcionalidades incluye:– Configuración remota– Actualizaciones de FW vía aire (OTA)– Nodos/dispositivos de bajo consumo de energía– Diagnósticos de red– Muchas opciones de I/O

• Varias opciones de antenas : cable, Chip/PCB, U.FL, RP-SMA

• No es necesario el diseño de HW RF o desarrollo de FW• Completamente aprobados y certificados!!!

• La familia XBee no es solo módulos embebidos, pero también:

• Gateways (RF a Ethernet/Wi-Fi/Celular)

• Software de prueba/configuración

• Placas de interface y desarrollo

Una Familia Completa

• Placas de interface y desarrollo

• Adaptadores:� AC SmartPlug� Temperatura� Humedad� RS232� RS485� Digital- Analógico I/O� etc.

Revisiones de HW – RF

Perfil de Perfil de HardwareHardware

Perfil de Firmware Perfil de Firmware (Protocolo)(Protocolo)

ProductoProducto

S1802.15.4 XBee 802.15.4

DigiMesh 2.4 XBee DigiMesh 2.4

S2, S2B, S2C

ZigBee XBee ZB

ZigBee Smart Energy XBee SE

ZigBee XBee ZB SMT (S2C)ZigBee XBee ZB SMT (S2C)

S3, S3B

XStream XBee-PRO XSC

XStream XBee-PRO XSC (S3B)

DigiMesh / Multipoint Proprietary XBee-PRO 900HP (S3B)

S4(no para nuevos

diseños)

Multipoint Proprietary XBee-PRO 900

DigiMesh XBee-PRO DigiMesh 900

S5 Multipoint Proprietary XBee-PRO 868

S6B 802.11 b/g/n XBee Wi-Fi

S8 DigiMesh / Multipoint Proprietary XBee 865/868LP

S9(muy pronto)

DigiMesh / Multipoint Proprietary XBee 900LP (S9)

Formatos XBee®

• Ambos formatos pueden utilizar el mismo espacio en el circuito

• Mínimo rediseño para clientes que usan el formato “Through-hole”

1. Through-hole(THT)

2. Surface-mount(SMT)

Especificaciones/Dimensiones Mecánicas (pines)

XBee Through HoleXBee Through Hole

Especificaciones/Dimensiones Mecánicas (SMT)

XBeeXBee SMDSMD

Comparación de Formatos XBee®

Through-hole (THT) Surface-mountThrough-hole (THT)• 24 x 33 mm• 20 pines• 10 líneas de I/O digitales• Sólo UART (algunos SPI)• Se instala fácilmente con

la mano

Surface-mount(SMT)• 22 x 34 mm• 37 patitas reforzadas• 16 líneas de I/O digitales• UART y SPI• Mejor para fabricación de

alto volumen

Productos por Formato

Through-hole (THT) Surface-mount Through-hole (THT)• XBee® ZB• XBee® SE• XBee® DigiMesh® 2.4• XBee-PRO® DigiMesh®

900• XBee® 802.15.4• XBee-PRO® 900• XBee-PRO® 868• XBee-PRO® XSC• XBee® Wi-Fi

Surface-mount (SMT)• XBee® ZB• XBee ®SE• XBee® 868 (Sept 2011)

Fabricar vs. Comprar

¿Por Qué Usar un Módulo?

Razones para comprar un módulo vs. Diseño

1. Reduce el tiempo de entrada al mercado = Disminución en los gastos de desarrollo

2. Certificaciones incluidas = Simplificación de fabricación + reducción de costos

3. Software completo = Reducción de costos de desarrollo + reducción de riesgo

4. Plataforma de hardware estable = Continuidad tecnológica + soporte a largo plazo

XBee montado en placa PCB con antenaconector U.FL a RPSMA

XBee SMT montado en placa PCB

Ejemplos

XBee Through-Hole Socket

XBee SMT montado en placa PCB(PCB Trace Antenna Version)

Redes y Topologías Inalámbricas

Punto - Multipunto / 802.15.4

• Requiere comunicación directa entre origen y destino

• Mas rápida, de menor latencia que redes tipo “mesh”

• Menos complejidad de diseño que redes tipo “mesh”que redes tipo “mesh”

• Es la base para redes “mesh”, pero sin la habilidad de reenviar mensajes

• Disponible como 802.15.4 o también como protocolo propietario de Digi

• Múltiples frecuencias

ZigBee

• Nodos router pueden reenviar mensajes (Mesh)

• Diseñado para aplicaciones de bajo costo, bajo consumo de energía

• Múltiples tipos de nodos (coordinador, router, dispositivo final)

• Interoperabilidad entres fabricantes• Descubrimiento automático de rutas• Red se auto corrige • Dispositivos finales pueden hibernar

(no muy bueno para operaciones con batería)

• Principalmente limitado a 2.4 GHz

DigiMesh

• Todos los nodos pueden reenviar mensajes (Mesh)

• Diseñado para aplicaciones de bajo costo, bajo consumo de energía

• Un solo tipo de nodo• Arquitectura menos compleja que

ZigBeeZigBee• No existen relaciones padre-hijo• Descubrimiento automático de rutas• Red se auto corrige• Todos los nodos pueden hibernar

(muy bueno para operaciones con batería)

• Sin limitaciones de frecuencia

802.11 WiFi

• Estándar globalmente reconocido

• Reemplazo directo para Ethernet• Muy alta compatibilidad• Múltiples nodos/múltiples redes• Alto rendimiento• Alto rendimiento• Gran ancho de banda• Bajo costo• No es la mejor tecnología para

operación con batería• Alcance limitado

Reseña Rápida de la Tecnología Wi-Fi

• 1985 – La FCC publica la banda ISM para uso sin licencia

• 1991 – AT&T comienza a trabajar en una tecnología inalámbrica llamada Wavelan

• 1999 – Se funda la alianza Wi-Fi (como WECA)

• 2000 - 802.11a (limitado), lanzamiento de 802.11b, velocidad transmisión 11Mbps

• 2003 – Lanzamiento 802.11g, 54Mbps velocidad transmisión

• 2005 – "Wi-Fi", es incluido en el diccionario Inglés

Historia de Wi-Fi

• 2005 – "Wi-Fi", es incluido en el diccionario Inglés

• 2009 – Lanzamiento de 802.11n, velocidad de 300Mbps

• 2011 – Mas de 1 millón de Hotspots en el mundo

• 2012 – Mas de 1.5 Billones de dispositivos Wi-Fi vendidos

Mas de 9 Billones de dispositivos Wi-Fivendidos desde 2009!

• Wi-Fi es un estándar IEEE 802.11 (Institute of Electricaland Electronics Engineers)– Las letras indican una mejora al estándar original

• a – 5 GHz, hasta 54 Mbps• b – 2.4 GHz, hasta 11 Mbps• g – 2.4 GHz, hasta 54 Mbps• n – 2.4 GHz, hasta 300 Mbps

Conceptos Básicos de Wi-Fi

• n – 2.4 GHz, hasta 300 Mbps

• Ventajas de Wi-Fi– Móvil, flexible, ubicuo– Rápido y fácil de configurar– Altas velocidades de transmisión

El Nuevo XBee Wi-Fi (S6B)

Transceiver de Atheros

(AR4100P)

Microprocesadorde Energy Micro (Leopard Gecko)

Memoria SerialFlash (1MB)

El XBee Wi-Fi (S6B) en Detalle

(AR4100P) (Leopard Gecko) Flash (1MB)

Atheros transceiver:http://www.qca.qualcomm.com/technology/technology.php?nav1=47&product=114

Microcontrolador de Energy Micro:http://www.energymicro.com/products/efm32-leopard-gecko-microcontroller-family

Tipos de Redes del XBee Wi-Fi

InfrastructurInfrastructuree

• Los nodos se comunican a través de Access Point - El XBee es un cliente

• Tipo de red mas común

Ad HocAd Hoc

• Conexión directa, sin AP• El XBee se comunica con otro

XBee

BSSBSS

Ad HocAd Hoc

Soft APSoft AP

• El XBee se comporta como AP• Usado solo para configuración y

aprovisionamiento

IBSSIBSS

Especificaciones de XBee Wi-Fi

EspecificaciónEspecificación XBee XBee WiWi--FiFi

Velocidad de transmisión 1 hasta 72 Mbps

Potencia de transmisión Hasta +16 dBm

Sensibilidad de -93 a -71 dBm

Corriente de transmisión 260 mA max (802.11n)

Corriente de recepción 100 mA

Corriente asociada durante inactividad

2 mA

Corriente estado hibernación <6 uA

Tensión de alimentación de 3.1 a 3.4 V

Temperatura de operación de -30 a +85 C

Características del XBee Wi-Fi

• Principales características– Disponible en SMT o Through-hole

(mismo formato como otros XBee)– Soporta 802.11 b/g/n– 13 canales– UART de hasta 921Kbps– SPI de hasta 3.3 Mbps– 10 Digital I/O, 4 ADC (10 bit)– 10 Digital I/O, 4 ADC (10 bit)– Tiempo de re-conexión Casi Cero (de estado de inactividad a

conexión)– Certificado en: USA, Canadá, Europa, Australia, Japón, Brasil (en

proceso)– Adicional: WPS, Soft AP, Web UI (finales de 2013)

• De RF a Cloud directamente– Device Cloud Connector incluido (en Beta)– Permite enviar/recibir datos, archivos, alarmas, comandos en la nube

Seguridad del XBee Wi-Fi

SeguridadSeguridad EncriptaciEncriptaciónón

AutenticacióAutenticaciónn

DescripciónDescripción XBee XBee WiWi--FiFi

Ninguna Ninguna AbiertaSin seguridad

Mala seguridad Si

WEP WEP Pre-shared keySeguridad débil,prácticamente Si

• No soporta seguridad “Enterprise”• Seguridad 128-bit AES CCMP

WEP WEP Pre-shared key prácticamente obsoleto

Si

WPA-Personal TKIP Pre-shared key Buena seguridad Si

WPA-Enterprise TKIP 802.1X Buena seguridad No

WPA2-Personal AES-CCMP Pre-shared keyLa mejor seguridad Yes

WPA2-Enterprise AES-CCMP 802.1XLa mejor seguridad No

Device Cloud Connector

• ¿Por qué usar el Device Cloud Connector?1. Encontrar dispositivos

fácilmente y de forma segura

2. Enviar/recibir data fácilmente y de forma

3. Administrar dispositivos fácilmente y de forma segura

fácilmente y de forma segura

Lanzamiento y LogísticaLanzamiento y Logísticadel XBee del XBee WiWi--Fi Fi del XBee del XBee WiWi--Fi Fi

Lanzamiento del XBee Wi-Fi (S6B)

Q1 2013 Q2 2013 Q3 2013 Q4 2013

ATPDevice Cloud

Support Soft AP, WPS, WebUI Nuevo y mejorado kit de desarrollo

33

APRAPR JULJUL AUGAUG OCTOCT

Certificación por Regiones

ModeloModelo AméricasAméricas EMEAEMEA APACAPAC JapónJapón

XBee Wi-Fi (S6B) X X X X

XBee 802.15.4 X X X X

XBee DigiMesh 2.4 X X X X

XBee ZB X X X XXBee ZB X X X X

XBee SE X X X X

XBee-PRO 868 X

XBee-PRO 900HP X X

XBee-PRO XSC X

XBee 865/868LP X

Números de Parte del XBee Wi-Fi S6B

NumeroNumero de Partede Parte DescripcionDescripcion

XK2B-WFT-0 XBee Wi-Fi (S6B) Development Kit

XK2B-WFT-J0 XBee Wi-Fi (S6B) Development Kit (Japan)

XB2B-WFPS-001 XBee Wi-Fi (S6B), PCB Antenna, SMT

XB2B-WFPT-001 XBee Wi-Fi (S6B), PCB Antenna, Through-Hole

XB2B-WFRS-001 XBee Wi-Fi (S6B), RF Pad Antenna, SMT

XB2B-WFUS-001 XBee Wi-Fi (S6B), U.FL Antenna, SMT

XB2B-WFUT-001 XBee Wi-Fi (S6B), U.FL Antenna, Through-Hole

XB2B-WFWT-001 XBee Wi-Fi (S6B), Wire Antenna, Through-Hole

XB2B-WFST-001 XBee Wi-Fi (S6B), RPSMA Antenna, Through-Hole

XB2B-WFPT-001J XBee Wi-Fi (S6B), PCB Antenna, Through-Hole (Japan)

XB2B-WFST-001J XBee Wi-Fi (S6B), RPSMA Antenna, Through-Hole (Japan)

XB2B-WFUT-001J XBee Wi-Fi (S6B), U.FL Antenna, Through-Hole (Japan)

XB2B-WFWT-001J XBee Wi-Fi (S6B), Wire Antenna, Through-Hole (Japan)

XB2B-WFPS-001J XBee Wi-Fi (S6B), PCB Antenna, SMT (Japan)

XB2B-WFUS-001J XBee Wi-Fi (S6B), U.FL Antenna, SMT (Japan)

XB2B-WFRS-001J XBee Wi-Fi (S6B), RF Pad Antenna, SMT (Japan)

Digi SW & HW SetupDigi SW & HW Setup

Configuración de Hardware

1) Instale el módulo en la placa de desarrollo XBIB2) Si la placa XBIB es serial:� Conecte un cable serial al puerto COM del PC� Conecte la fuente de alimentación a la placa XBIB

3) Si la placa XBIB es USB:� Conecte el cable USB a un puerto USB del PC� (no requiere de fuente de alimentación)

4) Si todo esta correcto, el LED de “Association” debería estar

parpadeando5) Proceda con la instalación del SW (X-CTU)

Software XCTU - 1• X-CTU es una aplicación basada en Windows proporcionada por

Digi• Esta diseñada para interactuar con el FW de los productos RF

de Digi• Provee una interfaz simple a los módulos RF de Digi• Funcionalidades/secciones:� PC Settings : permite seleccionar el puerto COM y configurar dicho

puerto con los parámetros de configuración del radio

puerto con los parámetros de configuración del radio� Range Test : permite realizar una prueba de distancia entre dos

radios� Terminal : acceso al puerto COM del PC a través del programa de

emulación de terminal. Esta sección también provee acceso al firmware de los radios usando comandos AT (*)Los parámetros por defecto del radio COM son 9600,8,N,1� Modem Configuration : permite la posibilidad de programar el

firmware de los radios firmware vía una interface gráfica. Esta sección también permite a los clientes la posibilidad de cambiar las versiones de firmware

(*) para la lista completa de los comandos AT de los radios, por favor revise la documentación del producto

XCTU - 2

• Soporta DHCP y dirección IP estáticas– ATMA – configura DHCP o direcciones IP estáticas– ATEE – clave por suporte de encriptación– ATID – nombre del SSID por la conexión

• Parámetros de direcciones IP estáticas :– ATMY – dirección IP del módulo– ATMK – mascara de red

Algunos Comandos AT del XBee Wi-Fi

– ATMK – mascara de red– ATGW – Default Gateway

• Soporta UDP y TCP– ATIP – configura el módulo entre UDP y TCP

• Comunicación– ATDL – Dirección IP del destino– ATC0 – Puerto donde se reciben los datos (NOTA: valor es

en hex!!!)

Pruebas / DiagnósticoPruebas / Diagnóstico

Diagnóstico Básico• Ponga el módulo en modo AT• Inicie el SW X-CTU• Bajo “Terminal”, puede ejecutar cualquiera de los siguientes

comandos AT

• VR – Muestra la versión del firmware cargada en el módulo• HV – Muestra la versión de HW del módulo• AI – Indicación de asociación, si es 0 esto significa que esta

conectado a un Access Point, de lo contrario no está. Para ver la lista de valores, revise el manual de referencia de hardware P/N 90002180_C

• NI – Identificador de nodo, permite configurar un identificador mnemónico del módulo, para reconocerlo fácilmente (no es una herramienta de diagnostico pero ayuda mucho!)

• MY – Muestra la dirección IP del módulo• SH y SL – Muestran la parte Alta y Baja de la dirección MAC del

módulo (única/fija)

NOTA: en el modo AT, recuerde escribir +++ primero!!

Ejemplos de AplicacionesEjemplos de Aplicaciones

Ejemplo: Monitoreo de Tanques

Ejemplo Rastreo de Dispositivos Médicos

Standard Router

Ethernet / Internet

Digi Device Cloud

Infusion Pump

Standard Router

MóduloXBee Wi-FiSMT

Soporte y AprendizajeSoporte y Aprendizaje

• Soporte Técnico de Digi:– Ticket de Soporte:

http://www.digi.com/login?ReturnUrl=%2fsupport%2feservice%2flogin

– Email: [email protected]

Soporte

– Chat:http://chat.digi.com/Chat/servlet/AppMain?__lFILE=TSChatForm.jsp

– Teléfono: +1 (801) 765-9885

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