Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
La technologie sans fil ZigBee, après avoir confirmé son succès, continue à évoluer. Elle a permis ainsi de concrétiser de nouvelles applications. Elle intervient dans des domaines comme la santé, la domotique ou encore la gestion énergétique. Toujours soumise à une même norme, cette technologie s'ouvre désormais à Internet avec son unique couche physique, qui reste son atout majeur. Cet article s’intéresse à cette norme et à ses évolutions, mais aussi aux protocoles et autres pistes d'évolution de cette technologie sans fil. Puis, les différents domaines d'applications sont listés, à travers leurs certifications et leur environnements applicatifs.
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Adrien VAN DEN BOSSCHE : Maître de conférences - CNRS, IRIT - Université de Toulouse - UPS, INSA, INP, ISAE, UT1, UTM, IRIT
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Thierry VAL : Professeur des universités - CNRS, IRIT - Université de Toulouse - UPS, INP, UT1, UTM
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Éric CAMPO : Professeur des universités - CNRS, LAAS - Université de Toulouse - UPS, INSA, INP, ISAE, UT1, UTM, LAAS
INTRODUCTION
Après quelques années d'existence, la technologie ZigBee continue à évoluer et confirme son succès dans des domaines variés tels que la domotique, la gestion énergétique, la santé ou bien encore les applications industrielles. Toujours basée sur la norme IEEE 802.15.4, elle a su garder un équilibre entre standardisation et développements propriétaires, ce qui lui permet de répondre favorablement à un large panel applicatif. Cette technologie est encore plus prometteuse quand elle se rapproche d'Internet avec le projet 6LoWPAN ; de nouvelles couches physiques apparaissent, permettant d'entrevoir plus de robustesse dans les transmissions, des débits plus élevés ou bien encore des possibilités de localisation de terminaux mobiles.
Cet article dresse un panorama général de ZigBee et du monde qui l'entoure, des évolutions de la technologie aux domaines applicatifs, désormais nombreux, en passant par les projets connexes reposant sur tout ou partie des normes ZigBee/ IEEE 802.15.4.
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Domaines d'applications
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2. Protocoles basés sur 802.15.4
Plusieurs groupes de travail tels que Wireless Industrial Networking Alliance (WINA), l'Alliance ZigBee, WirelessHART (HART Communication Foundation, HCF) et ISA100 ont tenté de définir et d'établir des normes industrielles pour les technologies sans fil dans différents domaines d'application. Actuellement, seul ZigBee a des produits commerciaux réellement disponibles. Cette alliance a en effet été formée à la fin de 2004. À l'inverse, les spécifications WirelessHART n'ont été publiées qu'en août 2007. Toutes ces spécifications sont basées sur la norme IEEE 802.15.4, qui fournit une base solide pour la construction de réseaux maillés et ad-hoc.
Suivant les types d'applications désirées, différentes variantes de couches protocolaires supérieures à 802.15.4 ont été développées ; elles sont présentées dans la suite de cet article.
2.1 SynkroRF et RF4CE
Les deux protocoles SynkroRF et RF4CE sont très proches. L'objectif est ici de proposer une pile protocolaire légère basée sur IEEE 802.15.4, et dédiée à des applications de contrôle dans l'habitat. SynkroRF est particulièrement adapté dans des topologies complexes comme l'illustre la figure 1.
Le contrôle sans fil avec le remplacement des câbles est la vocation première, en particulier pour l'environnement grand public de l'habitat. Cette topologie plus complexe nécessite une pile protocolaire plus aboutie, comme le montre la figure 2.
L'une des premières applications vise à remplacer avantageusement les télécommandes IR. Les téléviseurs, lecteurs de DVD et autres équipements audio-vidéo de l'habitat, peuvent maintenant disposer d'un système complet et interopérable de télécommande radio basé sur SynkroRF. La vue directe imposée par les anciennes télécommandes IR n'est plus nécessaire, ce qui rend obsolète les déports de télécommandes pour piloter depuis une autre pièce sa box multimédia. Le retour d'information est également possible, ce qui permet de disposer d'un écran de contrôle sur les télécommandes, avec en prime, un protocole bien plus sécurisé et basé sur des trames acquittées.
Le protocole SynkroRF doit aboutir dans les mois à venir à une spécification dédiée aux télécommandes...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ZIGBEE ALLIANCE - ZigBee specification. - ZigBee document 053474r06, version 1.0 (2005).
-
(2) - ZHENG (J.), LEE (M.J.) - Will IEEE 802.15.4 make ubiquitous networking a reality ? A discussion on a potential low power, low bit rate standard. - IEEE Communications Magazine, vol. 42, no 6, p. 140-146 (2004).
-
(3) - FULLER (R.) - Tutorial on location determination by RF means. - International Workshopon Mobile Entity Localization (MELT), sept. 2009.
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(4) - * - Melanie Swiderek / ISA100 Committee – ISA100.11a Functional Description, version 2007-07-18.
-
(5) - ALAGHA (K.), BERTIN (M.), DANG (T.), GUITTON (A.), MINET (P.), VAL (T.), VIOLLET (J.) - Which wireless technology for industrial wireless sensors network ? The development of OCARI technology. - IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 56, no 10, oct. 2009.
-
(6) - * - HART...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ISA100.11a Release 1 Status, oct. 2007 http://www.isa.org/source/ISA100.11a_Release1_Status.ppt
Hart Communication Foundation, fév. 2008 http://www.hartcomm2.org/hart_protocol/wireless_hart/wireless_hart_main.html
http://www.hartcomm/protocol/training/resources/wiHART_resources/wirelesshart_datasheet.pdf
HAUT DE PAGE
IEEE 802.15.4-2003 - LAN/MAN Standards Committee of the IEEE Computer Society – IEEE Standard for Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific requirements – Part 15.4 : Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs) - -
IEEE 802.15.4-2006 - LAN/MAN Standards Committee of the IEEE Computer Society – IEEE Standard for Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific requirements – Part 15.4 : Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs) - -
IEEE 802.15.4-2006 - LAN/MAN Standards Committee of the IEEE Computer Society – IEEE Standard for Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific requirements – Part 15.4 :...
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