Consumo al iniciar funcionalidad

En esta sección se analizará el consumo desde que el dispositivo se ha arrancado hasta que empieza a funcionar correctamente y empieza a formar parte de la red.

 Coordinador: cuando el nodo es configurado como coordinador debe realizar varias

primer escaneo buscando alguna red que contenga los mismos parámetros que los configurados en el nodo con el objetivo de formar parte de ella. Cuando un dispositivo intenta asociarse a la red, la capa MAC que gestiona el nivel físico pide realizar un escaneo activo, ya que se sobreentiende que no hay coordinadores en la red, sobre una lista de anales determinadas en busca de un nodo padre al que asociarse. Puesto que el dispositivos del que se está hablando es el coordinador de la red, no es usual que encuentre ninguna nodo padre al que asociarse pero aun así se encargará de enviar una baliza por cada uno de los canales con el fin de verificar que no existe otro nodo coordinador en la red.

Gráfica 3: Consumo de un nodo coordinador cuando inicia sus funciones

Como se puede observar en la gráfica, en los picos de tensión se realiza el escaneo del canal enviando la baliza y en las depresiones se espera una respuesta por parte de la baliza. Usando la fórmula de la intensidad media se ha calculado un consumo de corriente de 28,6 mA.

Si pasado un tiempo determinado por la variable APP_JOIN_TIME (por defecto 6 segundos) no se ha encontrado ninguna red, el nodo coordinador formará la suya propia. Conforme se le indique al dispositivo que realice búsquedas en un mayor número de canales, mayor debe ser el valor de APP_JOIN_TIME para que se puedan realizar; por ejemplo, en la banda 2,4GHz si se quisieran analizar los 16 canales que contiene, tendría que valer 30 segundos para que diera tiempo a enviar y recibir una respuesta.

Por lo tanto un nodo coordinador realizará los siguientes pasos:

1. El nodo comienza en modo de espera como se ha visto en el apartado anterior 2. Tras una ventana de tiempo en la que se confirma el rol por el propio nodo, se

envían los comandos para el escaneo

3. Comienza el escaneo activo para el primer canal:

a. En primer lugar el dispositivo escucha en el canal según se requiere en el algoritmo CSMA-CA

c. El nodo vuelve a escuchar al canal en busca de una respuesta de su baliza.

4. Si no se recibe respuesta de la baliza, se cambia al siguiente canal.

5. Se van realizando de nuevo los pasos 3 y 4 hasta que se reciba respuesta o hasta que la ventana de tiempo de la variable APP_JOIN_TIME finalice, tras lo cual el nodo entiende que no existe ninguna red ZigBee y se configura como coordinador de la red.

 Router: el inicio del router es similar al del coordinador. La principal diferencia es que

al ser un router se necesita asociar a una red para desempeñar su función, luego tendrá que recibir respuesta del coordinador dentro de la ventana de APP_JOIN_TIME. Tras recibir la respuesta se asociara al coordinador de red existente o a un router si este tiene el permiso de asociación y comenzará su funcionamiento normal, enviando datos cada cierto periodo de tiempo.

Gráfica 4: Consumo de un nodo router cuando inicia sus funciones

De nuevo la corriente media así como el tiempo empleado dependeran del número de canales que se quieran escanear y el valor de APP_JOIN_TIME

Los pasos por los que pasa un nodo router para iniciarse son los siguientes:

1. El nodo comienza en modo de espera como se ha visto en el apartado anterior 2. Tras una ventana de tiempo en la que se confirma el rol por el propio nodo, se

envían los comandos para el escaneo

3. Comienza el escaneo por el primer canal enviando una baliza y permaneciendo a la escucha.

4. Si el canal por el que se ha enviado la baliza es el correcto se recibirá una baliza como respuesta. En esta baliza irán incluidos algunos parámetros de la red.

Ilustración 43: Ejemplo de balizas enviadas por el coordinador y el router

5. Aun habiendo recibido respuesta en canales anteriores, se prosigue con el escaneo pasando al siguiente canal.

6. En caso de que se reciba respuesta por más de un canal, el router elegirá aquel que tenga mejor calidad de enlace.

7. Tras elegir canal se debe asociar a un dispositivo pare y realizar la vinculación a nivel de aplicación. En este paso es consumo de corriente se suele elevar hasta casi los 40 mA

8. Tras la vinculación el nodo pasa a formar parte de la red y comienza su funcionamiento regular.

 Dispositivo final: al igual que en los otros nodos, el dispositivo final debe escanear los

canales para poder detectar y unirse a una red. Este nodo suele consumir menos energía que los otros dos durante el inicio del proceso de escaneo.

Gráfica 5: Consumo de un nodo End device cuando inicia sus funciones

Al igual que en el router y en el coordinador el dispositivo final realizara escaneo activo de todos los canales y iniciará el proceso de asociación tal y como hemos contado en los otros nodos a través del canal que tenga mayor calidad de enlace.