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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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Accueil > Ressources documentaires > Technologies de l'information > Réseaux Télécommunications > Internet des objets (IoT) et réseaux de capteurs > Technologie sans fil 802.15.4 - Son héritage protocolaire et ses applications > Bilan
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Présentation de la norme IEEE 802.15.4Article inclus dans l'offre
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4. Bilan
Comme nous l'avons présenté dans cet article, l'apparition de ZigBee a permis de concrétiser de nombreuses applications et laisse entrevoir aujourd'hui de nouvelles potentialités très prometteuses. Les besoins, souvent spécifiques, liés à ces applicatifs, ont poussé les chercheurs et les industriels à proposer de nombreux amendements à la norme initiale, mais aussi certaines variantes, souvent propriétaires. Le point commun entre toutes les versions proposées est l'unique couche physique, spécifiée dans la norme IEEE 802.15.4, et qui reste l'atout majeur de l'ensemble de ces technologies, le coût de production des transceivers, peu nombreux sur le marché, restant très faible.
ZigBee vise tous les domaines applicatifs mis en œuvre, de la collecte de données en provenance de capteurs à la transmission d'ordres/commandes pour les actionneurs. De ce fait, le volume de données par nœud est très limité (quelques octets) et doit le rester, sous peine de pénaliser fortement le réseau ; le temps d'utilisation ou d'occupation du canal radio doit rester très faible. ZigBee est donc une technologie très intéressante pour des applications où le volume d'information à transmettre est faible.
Complémentaire de WiFi et Bluetooth, ZigBee se positionne comme un réseau sans fil de terrain pour capteurs et actionneurs. Cependant, les avantages de ZigBee sont nombreux : la possibilité de déployer un réseau constitué d'un nombre important de nœuds, un coût faible et une consommation réduite (bien que, sur cet aspect, l'écart avec Bluetooth ne soit pas significatif).
Les principaux marchés visés sont les réseaux de capteurs/actionneurs dans des domaines tels que la domotique, la supervision d'ouvrages, l'instrumentation dans l'industrie, les systèmes d'alarmes et, plus récemment, la santé. Lors de la phase de développement d'un système de communication sans fil, un certain nombre de considérations doivent être prises en compte pour établir le meilleur choix :
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le nombre de connexions à assurer et le type de structure du réseau (point à point, en étoile, topologie maillée) ;
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le débit de données mis en jeu et la distance entre les points de connexion qui doit être couverte par la liaison RF ;
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les types de sources d'alimentation pour tous les nœuds de connexion ;
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la configuration du système ou réseau (ouvert ou fermé aux produits élaborés à partir d'une ou plusieurs autres...
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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.
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(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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