El documento describe diferentes tecnologías inalámbricas como la radiofrecuencia, el infrarrojo, Bluetooth y ZigBee. Explica cómo funcionan cada una y compara sus rangos de cobertura y anchos de banda. También incluye diagramas de bloques de sistemas de control inalámbricos y circuitos de transmisión y recepción por radiofrecuencia e infrarrojos.

1. INDICE
 INTRODUCCION
 UNIDAD 2. TECNOLOGIA INALAMBRICA
 2.1. RADIOFRECUENCIA
 2.2. INFRARROJO
 2.3. BLUETOOTH
 2.4. ZIGBEE
 CONCLUSION

2. 2.-TECNOLOGÍA INALÁMBRICA
El término "inalámbrico" hace referencia a la tecnología sin cables que
permite conectar varias máquinas entre sí. Las conexiones inalámbricas que se
establecen entre los empleados remotos y una red confieren a las empresas
flexibilidad y prestaciones muy avanzadas.
En figura muestra una comparación de ancho de banda y rango de cobertura
entre las principales tecnologías inalámbricas presentadas hoy en día.
Rango de
Apertura.
Ancho de banda.
Comparación de tecnologías inalámbricas respecto a su rango de
cobertura y ancho de banda.
Existen principalmente dos tecnologías inalámbricas certificadas. Una
es la tecnología 802.11b y la otra 802.11g; ésta última tecnología es más
reciente ha sido aprobada a finales de 2003- y más rápida.
La tecnología inalámbrica son aquellas que permiten una comunicación
en la cual el emisor y el receptor no están unidos por cables, los elementos
físicos que emiten y reciben el mensaje se encuentran solamente en el lugar de
emisión y recepción, respectivamente. Los dispositivos que cuentan con alguna
de las tecnologías inalámbricas hoy en día son usualmente antenas,
computadoras portátiles, PDA's, teléfonos móviles, reproductores multimedia y
GPRS
3G
WiMX
WiFi
Bluetooth

3. otros. En estos casos la transmisión de datos toma lugar en una red
inalámbrica, a través de diferentes puertos. Una red inalámbrica puede ser de
corta distancia, o de larga distancia. Una de larga distancia es utilizada para
comunicaciones entre diferentes ciudades o países, mientras que una de corta
distancia es usada dentro de un mismo edificio, o entre varios edificios
cercanos.
DIAGRAMA RED MESH INALAMBRICA
2.1.- RADIOFRECUENCIA
Una red de área local por radio frecuencia o wlan (wirless lan) puede
definirse como una red local que utiliza tecnología de radio frecuencia para
enlazar los equipos conectados a la red en lugar de los medios utilizados en las
LAN convencionales cableadas
No son algo realmente novedoso ni revolucionario dentro del mundo de
la ingeniería en sistemas ya que sus inicios son de los años ochenta. Surgieron

4. por la necesidad de tener interconectividad dentro de espacios abiertos en los
que no se podía llegar con cables tan fácilmente.
Beneficios:
Movilidad: Proveen a los usuarios de una LAN acceso a la
información en tiempo real en cualquier lugar dentro de la organización.
Simplicidad: Es rápida y fácil de instalar y además elimina o
minimiza la necesidad de tirar cables.
Flexibilidad en la instalación: Permite a la red ir donde la
alámbrica no puede ir.
Inversión rentable: Tiene un costo de inversión inicial alto, pero
los beneficios y costos a largo plazo son superiores en ambientes dinámicos
que requieren acciones y movimientos frecuentes.
Escalabilidad: Pueden ser configurados en una amplia variedad
de topologías. Las configuraciones son fáciles de cambiar y además es sencilla
la incorporación de nuevos usuarios a la red.
En general, la tecnología inalámbrica utiliza ondas de radiofrecuencia de
baja potencia y una banda específica, de uso libre o privada para transmitir,
entre dispositivos.
Estas condiciones de libertad de utilización sin necesidad de licencia, ha
propiciado que el número de equipos, especialmente computadoras, que
utilizan las ondas para conectarse, a través de redes inalámbricas haya crecido
notablemente.
Control remoto de 4 canales por Radiofrecuencia, usando HT12D/E
La parte de codificación se basa en los integrados HT12E (codificador) y
HT12D (decodificador), que permiten enviar hasta 4 bits de datos y 8 de
dirección (por lo que sería posible transmitir a hasta 256 dispositivos en la
misma frecuencia).
Transmisión.

5. Las patas 1 a 8 eligen la dirección (que tendría que ser igual en el
transmisor y receptor para lograr comunicación), las patas 10 a 13 son los
datos que se desean enviar, la pata 14 controla el envío (al dejarla en estado
bajo transmite, es posible dejarla en 0 para que transmita continuamente), la
patas 15 y 16 necesita ser conectada a una resistencia de 1 Megaohm para
generar la señal de clock interna, la pata 17 es la salida de datos, que debe ser
conectada al módulo de transmisión.
Recepción.

6. Nuevamente, las patas 1 a 8 eligen la dirección (que tendría que ser
igual en el transmisor y receptor para lograr comunicación), las patas 10 a 13
son los datos recibidos (pueden ser conectados a LEDs o cargas siempre que
la corriente no supere 5mA), la pata 14 deberá ser conectada a la salida del
módulo de recepción de RF, las patas 15 y 16 necesitan ser conectadas a una
resistencia de 47 Kilohm para generar la señal de clock interna, la pata 17 dice
si la recepción fue correcta o no
Diagrama a bloques del sistema.
El sistema de acceso identificado por radio frecuencia, se muestra en
esta figura.
La etiqueta o tag se compone de un dispositivo electrónico o chip de
radio frecuencia, que posee una memoria interna para almacenar un numero
de identificación y una antena.
Es una etiqueta RFID pasiva, esta tarjeta está pre-programada con un
número de identificación único.
Los lectores RFID son los encargados de leer el número de identificación de la
etiqueta.
La pantalla LCD, funge como interfaz de usuario en la cual puede darse
cuenta del estado del sistema (activo ó en espera), modo de programación,
además permite la visualización del numero ID de la etiqueta RFID.

7. Es un circuito integrado capaz de ejecutar instrucciones almacenadas en
su memoria se usa para el control de procesos o para alguna función
específica; continente todas las partes de una computadora pero dentro de un
solo integrado.
El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida
necesaria para activar a un elemento final de control.
2.2.- INFRARROJO
La Tecnología infrarroja opera en la banda de 300,000 GHz, ya que una
transmisión infrarroja requiere de una línea-visual directa entre los aparatos
que están realizando la transmisión, este tipo de implementación es utilizada
por controles de televisión y Vídeos.
Las redes por infrarrojos nos permiten la comunicación entre dos modos,
usando una serie de leds infrarrojos para ello. Se trata de emisores/receptores
de las ondas infrarrojas entre ambos dispositivos, cada dispositivo necesita al
otro para realizar la comunicación por ello es escasa su utilización a gran
escala.
Los patrones de radiación del emisor y del receptor deben de estar lo
más cerca posible y que su alineación sea correcta. Como resultado, el modo
punto-a-punto requiere una línea-de-visión entre las dos estaciones a
comunicarse. Este modo punto-a-punto conectado a cada estación.
Son métodos de emisión radial, es decir que cuando una estación emite
una señal óptica, ésta puede ser recibida por todas las estaciones al mismo
tiempo en la célula. En el modo casi–difuso las estaciones se comunican entre
si, por medio de superficies reflectantes. No es necesaria la línea-de-visión
entre dos estaciones, pero sí deben de estarlo con la superficie de reflexión.
Además es recomendable que las estaciones estén cerca de la superficie de
reflexión, ésta puede ser pasiva ó activa. En las células basadas en reflexión
pasiva, el reflector debe de tener altas propiedades reflectivas y dispersivas,
mientras que en las basadas en reflexión activa se requiere de un dispositivo
de salida reflexivo, conocido como satélite, que amplifica la señal óptica. La

8. reflexión pasiva requiere más energía, por parte de las estaciones, pero es más
flexible de usar.
El poder de salida de la señal óptica de una estación, debe ser
suficiente para llenar completamente el total del cuarto, mediante múltiples
reflexiones, en paredes y obstáculos del cuarto. Por lo tanto la línea-de-vista no
es necesaria y la estación se puede orientar hacia cualquier lado. El modo
difuso es el más flexible, en términos de localización y posición de la estación,
sin embargo esta flexibilidad esta a costa de excesivas emisiones ópticas. Por
otro lado la transmisión punto-a-punto es el que menor poder óptico consume,
pero no debe de haber obstáculos entre las dos estaciones. Es más
recomendable y más fácil de implementar el modo de radiación casi-difuso. La
tecnología infrarroja esta disponible para soportar el ancho de banda de
Ethernet, ambas reflexiones son soportadas por satélites y reflexiones pasivas.
Sensor infrarrojo configuración réflex.
En esta figura aparece el sensor infrarrojo en configuración réflex, de
esta manera cuando la reflexión de la luz infrarroja se haga sobre colores
claros o blancos, entonces el receptor recibirá la mayor cantidad de luz
infrarroja y cuando la reflexión se haga sobre un material negro u obscuro se
disminuirá casi totalmente la cantidad de luz percibida por el receptor infrarrojo.
El fototransistor, aunque con la apariencia de un LED común debe
conectarse con la patilla larga a masa y la corta a voltaje.

9. En este esquema el D1 es el LED infrarrojo. El Q1 es el fototransistor. El
D2 es un LED común.
2.3.-BLUETOOTH
Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área
Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes
dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los
2,4 GHz Los principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma
son:
Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos.
Eliminar los cables y conectores entre éstos.
Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la
sincronización de datos entre equipos personales.
Bluetooth es una frecuencia de radio de disponibilidad universal que
conecta entre sí los dispositivos habilitados para Bluetooth situados a una
distancia de hasta 10 metros. Permite conectar un ordenador portátil o un
dispositivo de bolsillo con otros ordenadores portátiles, teléfonos móviles,
cámaras, impresoras, teclados, altavoces e incluso un ratón de ordenador.

10. Permite conectar de forma rápida y sencilla los dispositivos habilitados
para Bluetooth entre sí y de este modo crear una red de área personal (PAN)
en la que es posible combinar todas las herramientas de trabajo principales con
todas las prestaciones de la oficina. El uso de una red de igual a igual
Bluetooth permite intercambiar archivos en reuniones improvisadas con suma
facilidad y ahorrar tiempo imprimiendo documentos sin necesidad de
conectarse a una red fija o inalámbrica. Con Bluetooth, se puede hacer
actividades de inmediato como imprimir un informe desde el escritorio mediante
cualquier impresora habilitada para Bluetooth dentro del radio, sin cables, sin
problemas y sin moverse siquiera.
Este adaptador solo tiene seis pines, es decir que solo usa los más importantes
para poder conectarlo al micro controlador PI
El diagrama esquemático del adaptador es este:
Se puede apreciar que básicamente tiene un regulador de voltaje de 3,3
voltios (U1) que alimenta el modulo (U2) y que también lo usa el pulsador S1

11. (mas adelante veremos para que sirve). Además tiene un led monitor de
actividad conectado al pin PIO1. Los pines de alimentación son GND y +5VDC.
Las otras señales disponibles en J1 son los TX y RX.
Notamos que los pines de comunicación TX y RX entran directo al
módulo HC-05 que usa lógica de 3,3 Voltios. Esto significa que no se pueden
conectar directamente a los pines de un PIC común que normalmente usa
niveles CMOS compatibles TTL de 5 Voltios, por el peligro de quemar el
modulo bluetooth. Para poder conectarlos nos hace falta algún driver que
compatibilice las tensiones lógicas.
Bluetooth es una tecnología parte de la industria de redes inalámbricas.
Los dispositivos tales como los teléfonos, las cámaras digitales. Computadoras
portátiles, computadoras de oficina, impresoras y consolas de video juegos
pueden conectarse entre sí e intercambiar información. Esto es realizado por
ondas de radio. Puede hacerse de manera segura. Originalmente, el Bluetooth
fue hecho para reducir el número de cables necesitados para conectar tales
dispositivos a la computadora.
El Bluetooth es usado solamente para distancias cortas, unos pocos
metros. Hay estándares distintos, la tasa de datos varía. Actualmente, son de
1-3 Mbits por segundo. Las aplicaciones típicas de un bluetooth son de
conectar un teléfono móvil, ó de conectar un “mouse” de computadora ó
conectar un teclado ó impresor.
Ha recientemente sido construido en alta definición, relojes, módems y
auriculares. La tecnología es útil para transferir información entre dos ó más
dispositivos que están cerca uno del otro en situaciones donde hay ancho de
banda bajo. Bluetooth es principalmente usado en los teléfonos para transferir
sonidos, archivos y fotos.
Dispositivos del Bluetooth usan ISM Band (bandas internacionales de
uso no comercial de radiofrecuencia electromagnética). Éste puede ser usado
mundialmente, sin la necesidad de pagar tarifas por la licencia, pero muchos
otros dispositivos, como los teléfonos DECT (teléfonos inalámbricos, etiquetas
inteligentes con RFD (radio-frecuencia identificación) es decir identificación de

12. radio frecuencia, una tecnología con componentes que no son un remplazo
para el poner código de barras, Bluetooth usa las mismas bandas que algunas
WLAN (Wireless Local Área Network, red que no necesita cables para
conectarse a distintos dispositivos) pero la técnica de frecuencia es distinta.
Bluetooth usa un salto de frecuencia de espectro ensanchadas
El diagrama de bloques de RN41, nos muestra las posibilidades de
trabajo que este modulo ofrece y, como podemos apreciar posee conexión
serie, USB, PCM (audio). Además, dispone de terminales de salida para activar
dispositivos diversos como relés, motores, luces y otros circuitos de salida.
2.4.- ZIG BEE
Zig Bee es el nombre de la especificación de un conjunto de protocolos
de alto nivel de comunicación inalámbrica para su utilización con radiodifusión
digital de bajo consumo, basada en el estándar IEEE 802.15.4 de redes
inalámbricas de área personal. Su objetivo son las aplicaciones que requieren

13. comunicaciones seguras con baja tasa de envío de datos y maximización de la
vida útil de sus baterías
La relación entre IEEE 802.15.4-2003 y ZigBee es parecida a la
existente entre IEEE 802.11 y Wi-Fi Alliance. La especificación 1.0 de ZigBee
se aprobó el 14 de diciembre de 2004 y está disponible a miembros del grupo
de desarrollo (ZigBee Alliance). Un primer nivel de suscripción,
denominado adopter, permite la creación de productos para su
comercialización adoptando la especificación por 3500 dólares anuales. Esta
especificación está disponible al público para fines no comerciales en la
petición de descarga. La revisión actual de 2006 se aprobó en diciembre de
dicho año.
ZigBee utiliza la banda ISM para usos industriales, científicos y médicos;
en concreto, 868 MHz en Europa, 915 en Estados Unidos y 2,4 GHz en todo el
mundo. Sin embargo, a la hora de diseñar dispositivos, las empresas optarán
prácticamente siempre por la banda de 2,4 GHz, por ser libre en todo el
mundo.
El desarrollo de la tecnología se centra en la sencillez y el bajo costo
más que otras redes inalámbricas semejantes de la familia WPAN, como por
ejemplo Bluetooth. El nodo ZigBee más completo requiere en teoría cercadel
10% del hardware de un nodo Bluetooth o Wi-Fi típico; esta cifra baja al 2%
para los nodos más sencillos. No obstante, el tamaño del código en sí es
bastante mayor y se acerca al 50% del tamaño del de Bluetooth. Se anuncian
dispositivos con hasta 128 kB de almacenamiento.
En 2006 el precio de mercado de un transceptor compatible con ZigBee
se acerca al dólar y el precio de un conjunto de radio, procesador y memoria
ronda los tres dólares.1 En comparación, Bluetooth tenía en sus inicios (en
1998, antes de su lanzamiento) un coste previsto de 4-6 dólares en grandes
volúmenes; a principios de 2007, el precio de dispositivos de consumo
comunes era de unos tres dólares.2
La primera versión de la pila suele denominarse ahora ZigBee 2004. La
segunda versión y actual a junio de 2006 se denomina ZigBee 2006, y
remplaza la estructura MSG/KVP con una biblioteca de clusters, dejando

14. obsoleta a la anterior versión. Finalmente ZigBee Alliance ha presentado la
versión de 2007 de la pila. También se incluyen algunos perfiles de aplicación
nuevos, como lectura automática, automatización de edificios
comerciales y automatización de hogares basados en el principio de uso de
la biblioteca de clúster.
En ocasiones ZigBee 2007 se denomina Pro, pero Pro es en realidad un
perfil de pila que define ciertas características sobre la misma.
El nivel de red de ZigBee 2007 no es compatible con el de ZigBee 2004-2006,
aunque un nodo RFD puede unirse a una red 2007 y viceversa. No pueden
combinarse routers de las versiones antiguas con un coordinador 2007.
Los protocolos ZigBee están definidos para su uso en aplicaciones
encastradas con requerimientos muy bajos de transmisión de datosy consumo
energético. Se pretende su uso en aplicaciones de propósito general con
características auto organizativas y bajo costo (redes en malla, en concreto).
Puede utilizarse para realizar control industrial, albergar sensores empotrados,
recolectar datos médicos, ejercer labores de detección de humo o intrusos o
domótica. La red en su conjunto utilizará una cantidad muy pequeña de energía
de forma que cada dispositivo individual pueda tener una autonomía de hasta 5
años antes de necesitar un recambio en su sistema de alimentación.
• ZigBee es muy similar al Bluetooth pero con algunas diferencias:
Una red ZigBee puede constar de un máximo de 65535 nodos
distribuidos en subredes de 255 nodos, frente a los 8 máximos de una subred
(Piconet) Bluetooth.
Menor consumo eléctrico que el de Bluetooth. En términos exactos,
ZigBee tiene un consumo de 30 mA transmitiendo y de 3 uA en reposo, frente a
los 40 mA transmitiendo y 0,2 mA en reposo que tiene el Bluetooth. Este menor
consumo se debe a que el sistema ZigBee se queda la mayor parte del tiempo
dormido, mientras que en una comunicación Bluetooth esto no se puede dar, y
siempre se está transmitiendo y/o recibiendo.
Tiene una velocidad de hasta 250 kbps, mientras que en Bluetooth es de
hasta 3 Mbps.

15. Debido a las velocidades de cada uno, uno es más apropiado que el otro
para ciertas cosas. Por ejemplo, mientras que el Bluetooth se usa
paraaplicaciones como los teléfonos móviles y la informática casera, la
velocidad del ZigBee se hace insuficiente para estas tareas, desviándolo a
usos tales como la Domótica, los productos dependientes de la batería, los
sensores médicos, y en artículos de juguetería, en los cuales la transferencia
de datos es menor.
Existe una versión que integra el sistema de radiofrecuencias
característico de Bluetooth junto a una interfaz de transmisión de datos vía
infrarrojos desarrollado por IBM mediante un protocolo ADSI y MDSI.
• Se definen tres tipos distintos de dispositivo ZigBee según su papel en la red:
Coordinador ZigBee (ZigBee Coordinador, ZC). El tipo de dispositivo
más completo. Debe existir uno por red. Sus funciones son las de encargarse
de controlar la red y los caminos que deben seguir los dispositivos para
conectarse entre ellos.
Router ZigBee (ZigBee Router, ZR). Interconecta dispositivos separados
en la topología de la red, además de ofrecer un nivel de aplicación para la
ejecución de código de usuario.
Dispositivo final (ZigBee End Device, ZED). Posee la funcionalidad
necesaria para comunicarse con su nodo padre (el coordinador o un router),
pero no puede transmitir información destinada a otros dispositivos. De esta
forma, este tipo de nodo puede estar dormido la mayor parte del tiempo,
aumentando la vida media de sus baterías. Un ZED tiene requerimientos
mínimos de memoria y es por tanto significativamente más barato.
Topologías de red.
•ZigBee permite tres topologías de red:
Topología en estrella: el coordinador se sitúa en el centro.
Topología en árbol: el coordinador será la raíz del árbol.
Topología de malla: al menos uno de los nodos tendrá más de dos conexiones.

16. La topología más interesante (y una de las causas por las que parece
que puede triunfar ZigBee) es la topología de malla. Ésta permite que si, en un
momento dado, un nodo del camino falla y se cae, pueda seguir la
comunicación entre todos los demás nodos debido a que se rehacen todos los
caminos. La gestión de los caminos es tarea del coordinador.
•Estrategias de conexión de los dispositivos en una red ZigBee
Las redes ZigBee han sido diseñadas para conservar la potencia en los
nodos ‘esclavos’. De esta forma se consigue el bajo consumo de potencia. La
estrategia consiste en que, durante mucho tiempo, un dispositivo "esclavo" está
en modo "dormido", de tal forma que solo se "despierta" por una fracción de
segundo para confirmar que está "vivo" en la red de dispositivos de la que
forma parte. Esta transición del modo "dormido" al modo "despierto" (modo en
el que realmente transmite), dura unos 15ms, y la enumeración de "esclavos"
dura alrededor de 30ms, como ya se ha comentado anteriormente.
PLACA DE EXPANSION
Se requiere diseñar una placa adaptadora para colocar el ZigBee (xbee)
con una alimentación apropiada y un módulo FT232 para adaptar la
comunicación por USB que permita programar el módulo ZigBee.

17. CONCLUSIÓN
La tecnología inalámbrica es aplicable no solo
a empresas de electrónica o industriales, debido su amplia gamma es aplicable
a todo tipo de empresas sin tener en cuenta su perfil.
Usamos la tecnología inalámbrica, muchas veces sin darnos cuenta, por
ejemplo al usar teléfonos celulares, laptops, radios y otros dispositivos.
Esta tecnología ha sido aplicada desde procesos de rastreo de unidades
a través del satélite en determinada zona, comunicaciones por medio de voz y
datos. Redes de computadores sin establecer conexiones de cables.
Es posible que el futuro de la tecnología inalámbrica se base en lograr
establecer una conexión con el mundo entero sin tener en cuenta las barreras
de señal y transmisión, siempre que se logre una estandarización internacional,
de este modo podremos obtener la información que requiramos en cualquier
instante, en cualquier lugar del mundo.
Hoy tenemos posibilidades de transmitir cualquier tipo de servicio o
información, sin importar sus exigencias técnicas, de manera inalámbrica al
abonado, usuarios o aplicación de control. En el acceso a los usuarios, antes
transportábamos telefonía en un enlace de baja capacidad y calidad y hoy
acercamos Telefonía IP, acceso a Internet de Banda Ancha e incluso se esta
empezando a brindar servicios de Video Bajo Demanda con la mas alta
calidad, obteniéndose el transporte de todos los servicios de
telecomunicaciones existentes. Los costos de las redes de telecomunicaciones
disminuyeron en factores de mas de 10, gracias a tecnologías como WiMAX y
la posibilidad de llegar a zonas de menor densidad poblacional pudiendo

18. acercar servicios que hoy se consideran casi Servicios Básicos por su
necesidad, como Internet.