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RÉSUMÉ
Après l'arrivée sur le marché des réseaux locaux sans fil WiFi et Bluetooth, le réseau ZigBee semble à son tour promis à un bel avenir. Cette nouvelle technologie Wireless Personal Area Network (WPAN) s’adapte à des applications grand public telles que celles liées à la domotique, mais aussi à des domaines tournés vers les communications en milieu industriel. Le réseau ZigBee possède plusieurs atouts forts, notamment la simplicité d'implémentation et des modes de faible consommation énergétique. De plus, la pile protocolaire proposée par cette technologie est déclinable en plusieurs versions, adaptable selon les besoins et la topologie souhaitée. Cet article présente les connaissances de base permettant d’apprécier les avantages et les limites d’un réseau personnel sans fil comme ZigBee.
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After the arrival on the market of wireless local networks WiFi and Bluetooth, the ZigBee network also appears to have a promising future. This new Wireless Personal Area Network (WPAN) is adapted to general public applications such as the ones destined to domotics and also to domains directed towards communication in the industrial environment. The ZigBee network has numerous strong assets, notably easiness of implementation and low energy consumption modes. Furthermore, the protocol stack offered by this technology can be declined in several versions, adaptable according to the needs and desired topology. This article presents the basic knowledge enabling the advantages and limitations of a wireless personal network such as ZigBee to be assessed.
Auteur(s)
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Thierry VAL : Professeur des universités. - Université de Toulouse ; UTM ; LATTIS IUT de Blagnac
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Eric CAMPO : Université de Toulouse ; UTM ; LATTIS IUT de Blagnac
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Adrien VAN DEN BOSSCHE : Post-doctorant. - Université de Toulouse ; UTM ; LATTIS IUT de Blagnac
INTRODUCTION
Après l'arrivée sur le marché depuis quelques années des réseaux locaux sans fil WiFi et Bluetooth, une nouvelle technologie semble, elle aussi, promise à un bel avenir commercial, aussi bien pour des applications grand public telles que celles liées à la domotique, que pour des domaines plus liés aux communications sans fil en milieu industriel : il s'agit du réseau ZigBee. Ce réseau personnel sans fil ou Wireless Personal Area Network (WPAN) se démarque de ses deux principaux concurrents précédemment cités par sa simplicité d'implémentation et par ses modes de faible consommation énergétique. La technologie ZigBee, associée à la norme IEEE 802.15.4, propose une pile protocolaire légère, déclinable sous plusieurs versions en fonction des besoins et de la topologie souhaitée, pour des objectifs de transferts de données à faibles débits et de faibles taux d'utilisation du médium.
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3. Bilan et perspectives
À la lumière des informations techniques qui viennent d'être présentées dans cet article, le lecteur doit maintenant posséder les connaissances de base et pouvoir apprécier les avantages et les limites d'un réseau personnel sans fil comme ZigBee.
Le but principal d'un WPAN ZigBee est d'offrir un moyen de communication radio simple et robuste, entre des équipements électriques et électroniques généralement de petite taille, très souvent autonomes énergétiquement, et ayant des besoins de communication très ponctuels. Le nombre de nœuds dans un réseau ZigBee peut être très grand et dépasser plusieurs milliers d'entités, comme cela peut être le cas dans un réseau de capteurs industriel, domotique ou même militaire ; cependant les débits envisagés s'expriment en quelques dizaines de kbits/s au maximum. Un nœud ZigBee passe une grande partie de son temps en état de somnolence et communique de façon très ponctuelle avec ses interlocuteurs. C'est la faculté de se réveiller très rapidement, envoyer ou recevoir quelques octets, puis se rendormir tout aussi rapidement qui lui confère un avantage majeur face aux autres technologies WPAN plus lentes durant ces phases.
De plus, la technologie radio de ZigBee est très faiblement perturbée par les technologies de mêmes fréquences WiFi et Bluetooth et est très faiblement perturbatrice grâce notamment à la nature des applications visées (taux de transmissions faibles avec des petites quantités de données). La possibilité pour les industriels, laboratoires de recherche, et même organismes de formation, d'appréhender très facilement les couches basses protocolaire de 802.15.4, en font un candidat idéal pour le prototypage rapide d'applications de communication associées à des protocoles spécifiques et novateurs. Les fabricants et principaux acteurs offrent généralement des kits de développement simples d'utilisation, et d'un coût raisonnable.
L'objectif actuel de ZigBee est de définir un réseau d'usage universel et peu coûteux à configuration automatique, qui puisse être utilisé aussi bien par des processus de contrôle industriels, des dispositifs médicaux, des détecteurs de sécurité (incendie, intrusion), des systèmes d'automatisme dans le bâtiment et pour la domotique en général. Les perspectives de développement de ZigBee sont donc nombreuses et devraient même dépasser le succès commercial de Bluetooth. Enfin, il reste néanmoins beaucoup...
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