Device discovery in Zigbee es un proceso fundamental que permite a los dispositivos dentro de una red Zigbee encontrarse y comunicarse entre sí. Esta funcionalidad es vital para el establecimiento y la expansión de la red, especialmente en entornos de Internet de las cosas (IoT). Zigbee utiliza una tecnología de red en malla, lo que significa que cada dispositivo puede comunicarse con otros dispositivos a través de nodos intermedios. Aquí se explica cómo funciona el proceso de descubrimiento de dispositivos en Zigbee.
- 1. Red de Entrada y Asociación
Cuando un nuevo dispositivo Zigbee se enciende por primera vez, entra en modo de búsqueda de red (network discovery). El dispositivo escanea los canales de radio en busca de una red Zigbee activa. Utiliza el algoritmo “Energy Detection Scan” para identificar los canales que están siendo utilizados y filtrar aquellos con menos interferencias.
- 2. Anuncio de Dispositivos
Una vez que el dispositivo ha identificado una red compatible, envía un “request” de asociación al coordinador de la red o a un router cercano. Este mensaje se conoce como un “Association Request”. El coordinador o router evalúa la solicitud y, si es posible, permite que el dispositivo se asocie a la red, enviando un “Association Response”.
- 3. Asignación de Direcciones
El dispositivo asociado recibe una dirección de 16 bits única de la red, llamada “Network Address” o “Short Address”. Esta dirección es más compacta que la dirección MAC de 64 bits del dispositivo y se utiliza para reducir el overhead de comunicación dentro de la red.
- 4. Anuncio de Nodo (Node Announce)
Después de asociarse exitosamente, el nuevo dispositivo envía un mensaje de “Node Announce” a todos los dispositivos cercanos. Este mensaje contiene la dirección MAC de 64 bits y la dirección de red de 16 bits, informando a la red sobre su presencia. A través de estos mensajes, otros dispositivos pueden actualizar sus tablas de rutas y de vecinos.
- 5. Solicitudes de Descubrimiento Activo y Pasivo
Los dispositivos existentes en la red pueden descubrir nuevos nodos enviando solicitudes de descubrimiento activas o pasivas. En el descubrimiento activo, un dispositivo puede enviar solicitudes de “ZDO Management LQI Request” (Link Quality Indicator), lo que hace que los dispositivos vecinos respondan con información sobre todos los dispositivos conocidos en su tabla de rutas. Bajo el descubrimiento pasivo, un dispositivo simplemente escucha las comunicaciones de la red y detecta nuevos nodos a medida que se anuncian.
- Ejemplos y Aplicaciones
Un ejemplo práctico de este proceso puede observarse en un sistema de automatización del hogar. Cuando instalas una nueva bombilla inteligente Zigbee, ésta se enciende y busca una red Zigbee disponible. Al encontrar el hub o coordinador del sistema, pide unirse y es integrada dentro de la red, permitiéndote controlarla desde tu smartphone o a través de comandos de voz.
- Fuentes:
- “Zigbee Specification”: Documentación oficial desarrollada por la Zigbee Alliance que detalla las especificaciones técnicas y los procedimientos de los protocolos Zigbee.
- “Building Wireless Sensor Networks” de Robert Faludi: Este libro proporciona una visión práctica y detallada del funcionamiento de las redes Zigbee y está lleno de ejemplos y aplicaciones.
- “Internet of Things with ESP8266” de Marco Schwartz: Aunque este libro se centra en el chip ESP8266, también aborda la integración y el uso de Zigbee en redes IoT.
En resumen, el descubrimiento de dispositivos en Zigbee es un proceso cuidadosamente coordinado que permite la integración efectiva y eficiente de nuevos dispositivos en una red de malla, garantizando así la operatividad y la comunicación continua dentro de entornos IoT complejos.
