Qué es ZigBee, cómo funciona y características principales

Desde la aprobación del estándar ZigBee en 2004, muchos productos han surgido aprovechando las ventajas de esta tecnología. Se ha convertido en uno de los protocolos más utilizados en diversos sectores, como la domótica, la industria o la medición.

En este artículo, explicaremos los conceptos básicos del protocolo ZigBee, detallaremos su evolución y sus usos más comunes.

¿Qué es ZigBee?

ZigBee es el nombre de la especificación creada por el grupo de trabajo ZigBee Alliance para definir un protocolo de comunicaciones inalámbrico de alto nivel. Este protocolo se basa en el estándar 802.15.4 para las capas bajas de comunicación y tiene como características principales:

• Bajo consumo y baja tasa de transferencia de datos
• Topología de red tipo mesh
• Tamaño reducido

Gracias a estas características, ZigBee se ha posicionado como una de las mejores soluciones inalámbricas para equipos de control desplegados en el campo, como equipos de medición o sensores, ya que pueden operar mediante baterías. Además, el protocolo ZigBee gestiona automáticamente la red, creando y manteniendo las rutas de forma dinámica. Esto permite que la red corrija automáticamente situaciones de desconexión parcial de alguno de los nodos, evitando así tener que acceder físicamente a los equipos para solucionar problemas.

Aplicaciones de ZigBee en la Domótica

Uno de los campos en los que ZigBee es comúnmente utilizado es en aplicaciones domóticas debido a su reducido tamaño y coste. Esto permite integrar módulos ZigBee en dispositivos y equipos del hogar, como bombillas, electrodomésticos, alarmas y otros elementos comunes en una casa inteligente.

Evolución de ZigBee

Después de un comienzo exitoso y una actualización del protocolo en 2006, el grupo de trabajo ZigBee Alliance creó en 2007 la versión actual del protocolo: ZigBee PRO. Esta versión es retrocompatible con los módulos anteriores y añade diversas mejoras, siendo la más importante la definición de una nueva capa del protocolo: los Application Profiles.

Estos perfiles definen un estándar de comunicación de los dispositivos según su uso, permitiendo a los diseñadores de dispositivos ZigBee crear productos que puedan comunicarse con equipos de otros fabricantes. Esto fue especialmente útil en el sector domótico, ya que permitía a los fabricantes de consumibles añadir conectividad ZigBee en sus dispositivos sin tener que diseñar todo el hardware de red.

Estructura de una Red ZigBee

Las redes ZigBee permiten trabajar con una topología de red tipo mesh (o malla). Esta topología permite a los nodos actualizar de forma dinámica la tabla de rutas, aportando robustez y eficacia a la red. Un nodo dentro de una red ZigBee puede tener los siguientes roles:

• Coordinador: Es un nodo único encargado de crear la red, enrutar los paquetes y permitir las conexiones entrantes del resto de nodos de la red. Este nodo suele estar siempre conectado y permite enviar los datos recolectados a un servidor central.
• Router: Actúan como el coordinador enrutando paquetes, pero no pueden aceptar conexiones.
• End Device: Representan los dispositivos más sencillos de la red. Son capaces de enviar o recibir paquetes, pero no tienen capacidad de enrutar. Además, pueden entrar en modo de bajo consumo para alargar la vida de la batería.

Ventajas de ZigBee respecto a sus competidores

Dentro de las tecnologías de comunicación inalámbrica, ZigBee compite con estándares muy reconocidos como WiFi (802.11) o Bluetooth Low Energy (BLE). Cada una de estas tecnologías tiene características que los sitúan en mejor o peor posición dependiendo de la aplicación.

Comparando ZigBee con WiFi, encontramos que WiFi ofrece una mayor tasa de transferencia de datos, pero el consumo de batería y el tamaño del hardware son mucho mayores, lo que puede ser un problema para aplicaciones como la domótica o la medición.

En comparación con Bluetooth Low Energy, ZigBee tiene una ventaja en cuanto a alcance y la cantidad de dispositivos que permite en la red (hasta 65,535 nodos). Sin embargo, BLE ofrece una mayor velocidad de transmisión.

Conclusión

ZigBee se ha consolidado como una de las tecnologías más eficientes y flexibles para la comunicación inalámbrica en diversas aplicaciones, especialmente en la domótica y la industria. Su bajo consumo, capacidad de auto-gestión de la red y facilidad de integración con otros dispositivos lo hacen una opción ideal para quienes buscan soluciones de automatización confiables y accesibles.

Si buscas automatizar tu hogar o implementar sistemas de control inalámbricos, ZigBee puede ser la solución perfecta para ti.