Zigbee

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Zigbee est une technologie sans fil basée sur des normes, développée pour permettre des réseaux sans fil de machine à machine (M2M) et d’internet des objets (IoT) à faible coût et à faible puissance.

Zigbee est destiné aux applications à faible débit de données et à faible puissance et constitue une norme ouverte. Cela permet, en théorie, de mélanger les implémentations de différents fabricants, mais dans la pratique, les produits Zigbee ont été étendus et personnalisés par les fournisseurs et, par conséquent, ils souffrent de problèmes d’interopérabilité. Contrairement aux réseaux Wi-Fi utilisés pour connecter les terminaux aux réseaux à haut débit, Zigbee prend en charge des débits de données beaucoup plus faibles et utilise un protocole en réseau maillé (mesh network) pour éviter les hubs et créer une architecture auto-réparatrice.

Spécifications de Zigbee

Zigbee est basé sur la spécification 802.15 de l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Standards Association. Zigbee est conçu pour les réseaux de contrôle et de capteurs selon la norme sans fil IEEE 802.15.4 pour le Wireless Personal Area Networks (WPANs). Les réseaux WPAN Zigbee fonctionnent sur les fréquences de 2,4 GHz, 900 MHz et 868 MHz.

Les spécifications Zigbee, qui sont maintenues et mises à jour par l’Alliance Zigbee, renforcent la norme IEEE 802.15.4 en ajoutant des couches réseau et sécurité en plus d’un cadre d’application.

Les normes créées par l’alliance peuvent être utilisées pour créer des offres interopérables multi-fournisseurs. Les fabricants qui développent des applications personnalisées qui n’ont pas besoin de fonctionner avec les applications d’autres fabricants peuvent créer leurs propres variations et extensions spécifiques.

Au moment où nous écrivons ces lignes, il existe trois spécifications Zigbee : Zigbee PRO, Zigbee RF4CE et Zigbee IP.

Zigbee PRO vise à fournir à l’IoT des fonctionnalités permettant de prendre en charge des réseaux peu coûteux et très fiables pour la communication entre appareils. Zigbee PRO propose également Green Power, une nouvelle fonctionnalité qui prend en charge la collecte d’énergie ou les appareils auto-alimentés qui ne nécessitent pas de piles ou d’alimentation en courant alternatif.

Zigbee RF4CE est conçu pour des applications simples de contrôle bidirectionnel d’appareil à appareil qui n’ont pas besoin des fonctionnalités complètes de réseau maillé offertes par la spécification Zigbee.

Zigbee IP optimise la norme pour les réseaux maillés sans fil complets basés sur IPv6, offrant des connexions Internet pour contrôler des appareils à faible puissance et à faible coût.

Mise en réseau

Un élément clé du protocole Zigbee est sa capacité à prendre en charge les réseaux maillés. Zigbee utilise une architecture de réseau maillé pour la communication.

Un réseau maillé est un réseau local (LAN), sans fil LAN (WLAN) ou virtuel, LAN (VLAN) qui utilise l’un des deux modes de connexion décentralisés : topologie à maillage complet ou partiel.

Dans une topologie de maillage complet, chaque nœud du réseau est directement connecté aux autres nœuds. Dans une topologie à maillage partiel, certains nœuds sont connectés à tous les autres, mais certains ne sont connectés qu’aux nœuds avec lesquels ils échangent le plus de données.

Le protocole Zigbee définit trois types de nœuds : les coordinateurs, les routeurs et les dispositifs finaux. Bien que tous les nœuds puissent envoyer et recevoir des données, ils jouent chacun un rôle différent.

Il y a un coordinateur dans chaque réseau dont le travail consiste à stocker des informations sur le réseau, y compris les clés de sécurité. Les routeurs sont des nœuds intermédiaires, qui relaient les données d’autres appareils. Les appareils finaux peuvent être des appareils à faible puissance ou à piles, qui peuvent parler au coordinateur ou à un routeur, mais ne peuvent pas relayer les données d’autres appareils.

Alliance Zigbee

Zigbee Alliance s’efforce de simplifier l’intégration des produits sans fil afin d’aider les fabricants de produits à introduire plus rapidement et à moindre coût un contrôle sans fil économe en énergie dans leurs produits. Les membres de l’Alliance créent des normes qui offrent une communication sans fil fiable, sécurisée, à faible consommation d’énergie et facile à utiliser, en utilisant un processus de développement de normes ouvertes pour guider leur travail. L’alliance est organisée par des comités, des groupes de travail, des groupes d’étude, des groupes d’intervention et des groupes d’intérêts spéciaux.

Il existe trois types d’adhésion avec des droits et des avantages différents :

• Un souscrivant à l’accès aux spécifications finales et approuvées, la participation aux événements d’interopérabilité et l’accès aux documents de travail/groupes de tâches standard et aux activités de développement.
• Un participant à des droits de vote dans les groupes de travail et a un accès rapide à toutes les normes et spécifications de Zigbee Alliance en cours d’élaboration.
• Un promoteur à un droit de vote automatique dans tous les groupes de travail, un droit d’approbation finale sur toutes les normes et un siège au conseil d’administration de l’alliance.

Qui utilise Zigbee ?

Zigbee est utilisé par diverses entreprises de câble et de télécommunications dans leurs décodeurs, leurs émetteurs-récepteurs satellites et leurs passerelles domestiques pour fournir à leurs clients des produits de surveillance et de gestion de l’énergie.

Zigbee est également utilisé par les vendeurs qui fournissent des produits d’éclairage intelligent pour les particuliers et les entreprises. Grâce aux produits pour la maison intelligente basés sur Zigbee, les consommateurs peuvent contrôler leurs LED, les ampoules intelligentes, les télécommandes et les interrupteurs à domicile et à distance pour améliorer la gestion de l’énergie.

Les entreprises de services publics peuvent utiliser Zigbee dans leurs compteurs intelligents pour surveiller, contrôler, informer et automatiser la livraison et l’utilisation de l’énergie et de l’eau. Les compteurs intelligents fournissent aux consommateurs les informations – et l’automatisation – nécessaires pour réduire la consommation d’énergie et économiser de l’argent.

Les produits Zigbee améliorent également l’expérience d’achat des consommateurs en leur permettant de passer plus rapidement en caisse, d’obtenir une assistance en magasin et de localiser les articles en magasin. Zigbee aide les détaillants à fonctionner plus efficacement en veillant à ce que les articles ne soient pas en rupture de stock et en soutenant les pratiques d’inventaire en flux tendu, ainsi qu’en surveillant les températures, l’humidité, les précipitations, etc.

Zigbee prend en charge un certain nombre de dispositifs, notamment les chariots intelligents, les assistants personnels d’achat, les étiquettes électroniques de rayon et les étiquettes de suivi des biens, basés sur la RFID.

Poursuite du développement

Récemment, l’Alliance Zigbee a lancé le programme « dotdot », qui vise à étendre sa technologie d’interopérabilité au-delà de Zigbee. Dotdot, un langage universel pour l’internet des objets, permet aux objets intelligents de fonctionner ensemble sur n’importe quel réseau, débloquant ainsi de nouveaux marchés pour les membres et unifiant l’IoT fragmenté.