Présentation
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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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Lire l’articleAuteur(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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Présentation
Étude protocolaire de ZigBee / 802.15.4
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1. Présentation générale
1.1 Le projet ZigBee
L'idée initiale du projet ZigBee date de 1998 ; une première proposition (v0.1) a été présentée courant 2000 puis rapidement une seconde (v0.2) à la fin de la même année. Après une soumission à l'IEEE mi-2001, la ZigBee Alliance [13] a été créée pour développer et promouvoir la norme IEEE 802.15.4 ratifiée en mai 2003. La production de modules compatibles fut alors prévue et les premiers produits (puces radio, piles protocolaires, modules intégrés, kits de développement, etc.) sont apparus ; ils sont disponibles depuis début 2005.
Le protocole ZigBee s'appuie sur ce standard IEEE 802.15.4 [9] [2] pour les couches physique et liaison (cf. paragraphe ), qui sont les couches 1 et 2 du modèle OSI ainsi que sur le développement des couches réseau et applicative par la ZigBee Alliance.
HAUT DE PAGE1.2 Objectifs et domaines d'application
ZigBee est un LP-WPAN (Low Power – Wireless Personal Area Network) : c'est un réseau sans fil à bas débit et à courte portée qui utilise les ondes hertziennes pour transporter des messages entre deux ou plusieurs entités réseaux. Il est caractérisé par une portée comprise entre quelques mètres et quelques centaines de mètres et un débit faible (maximum 250 kbits/s). La différence entre ZigBee et la plupart des autres réseaux locaux et personnels sans fil (WiFi, Bluetooth) se situe au niveau de l'utilisation du médium hertzien : ZigBee est optimisé pour une faible utilisation du médium partagé par tous, par exemple 0,1 % du temps [14]. Typiquement, un module ZigBee occupera le médium pendant quelques millisecondes en émission, attendra éventuellement une réponse ou un acquittement, puis se mettra en veille pendant une longue période avant l'émission suivante, qui aura lieu à un instant prédéterminé. ZigBee est conçu pour interconnecter des unités embarquées autonomes comme des capteurs/actionneurs, à des unités de contrôle ou de commande. De telles entités embarquées peuvent dès lors être alimentées pendant plusieurs mois par des piles classiques.
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