Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Teruko.pdf: 11607034 bytes, checksum: 72b3906b42ad639d1abd56a8054d9ffe (MD5) Previous issue date: 2008-05-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The wireless communication in the residential automation has became a very promising technology due to the easinesses in the installation, and for its flexibility, mobility and scalability. Inside this context, the objective of this work is to analyze and to implement two wireless communication standard protocols: Bluetooth and ZigBee. They are used to analyze theirs functionalities and applications under a domestic environment. Firstly, the Bluetooth protocol was used in order to verify its operation because this one is an already well known protocol. Secondly, the ZigBee protocol - IEEE 802.15.4 MAC was also tested due to its new protocol applied to small data communication and its low baud rate, star topozlogy and low energy consumption, which allows the control of householdelectric network. The project consisted of monitoring, controlling and configuring washing machines by using a wireless network through a remote virtual interface. The user interface of this system was done through a PDA (Personal Digital Assistant), which allowed to change the times of washing programs manual or automatic mode. The results indicated the feasibility of monitoring and controlling household-electric by implementing the IEEE 802.15.4 MAC Layer of ZigBee protocol. This implementing reached the main characteristics as described above. The maximum distance achieved in a star topology in the typical residence was 14 meters, without using routers. This distance can be increased implementing full ZigBee Protocol. Although the project was developed to washing machine, it also can be implemented to other household-electrics, such as: microwaves, heaters, air conditioners, refrigerators, etc. / A comunicação sem fio em automação residencial tem se tornado uma tecnologia muito promissora devido às facilidades na instalação, flexibilidade, mobilidade e escalabilidade. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho é analisar e implementar dois padrões de comunicação sem fio: Bluetooth e ZigBee, a fim de analisar suas funcionalidades e aplicações em ambiente doméstico. O protocolo Bluetooth por se tratar de um protocolo já consagrado no mercado, foi utilizado no controle remoto de uma máquina lavadora, como proposta inicial deste trabalho. Depois, o protocolo ZigBee - IEEE 802.15.4 MAC foi implementado, pois este padrão é um protocolo novo aplicado a comunicação com pequenos pacotes de dados, baixa taxa de transmissão, topologia estrela e baixo consumo de energia, que são características importantes para controle de uma rede de eletrodomésticos. O projeto consistiu em desenvolver um protótipo de hardware e de software para monitorar, controlar e parametrizar máquinas lavadoras de roupas numa rede sem fio através de uma interface virtual remota. Esta interface do usuário com a rede foi feita através de um PDA (Personal Digital Assistant) que permitiu alterar os tempos de programação da máquina no modo manual ou automático. Os resultados mostraram a viabilidade de se construir uma rede de eletrodomésticos, implementando a camada de enlace IEEE 802.15.4MAC do protocolo de comunicação ZigBee. Esta implementação atingiu as principais características descritas acima. A distância máxima alcançada na topologia estrela numa residência típica foi de 14 metros, sem o uso de roteadores. Esta distância poderá ser aumentada através da implementação da camada de rede ZigBee. Embora o projeto tenha sido desenvolvido utilizando máquinas lavadoras, pode-se estendêlo a outros eletrodomésticos tais como: fornos de microondas, aquecedores, condicionadores de ar, refrigeradores, etc.

The need for energy efficiency in wireless communication is prevalent in all areas, but to an even greater extent in low-power and lossy networks that rely on resource-constrained devices. This degree project seeks to address the problem of modelling the battery lifetime of a duty-cycled node, participating in a wireless sensor network that is typically used in smart home and building applications. Modelling in MATLAB combined with experimentation are employed to predict the life expectancy and to validate using a hardware implementation. Various scenarios including sleepy end devices in a wireless sensor network are modelled and validated; these range from variable wake-up frequency and packet payload transmission to increasing network contention with the addition of network load. A comprehensive analysis of the main factors contributing to wasteful energy usage is provided in this thesis project, and it can be concluded that the model can estimate the battery lifetime under different testing scenarios with an error less than 5 %. / Det finns ett stort behov av energieffektivitet inom trådlös kommunikation, särskilt inom nätverk med bortfall och låg strömförbrukning där resursbegränsade enheter nyttjas. Det här examensarbetet eftersträvar att lösa problemet med att modellera batterilivslängden hos en sensoranordning med en låg driftcykel, som en del av ett trådlöst sensornätverk avsett för att tillämpas i smarta hus och byggnader. Modellering i MATLAB kombinerat med experimentering används för att förutsäga den förväntade livslängden samt för att validera en hårdvaruimplementering. Flertalet scenarier med sovande noder modelleras och valideras, med allt från variabel uppvakningsfrekvens och paketöverföring till ökande resurskonflikter med ytterligare belastning på nätverket. I detta examensprojekt inkluderas en heltäckande analys av huvudorsakerna till energislöseriet hos enheterna och slutsatsen kan dras att modellen kan beräkna batterilivslängden för olika testscenarier med mindre än 5 % fel.