XBee® est une marque déposée de Digi International. Digi XBee est une famille de modems cellulaires et de modules radiofréquence qui offre une gamme de protocoles sans fil populaires pour un prototypage et une mise sur le marché rapides. Mais comment en choisir un ? Ce guide comparatif Digi XBee vous aidera à sélectionner le meilleur XBee pour votre cas d'utilisation.
Les modules XBee fournissent une connectivité sans fil pour les appareils connectés sur le marché du machine à machine (M2M) et de l'Internet des objets (IoT). La gamme complète
Digi XBee écosystème comprend des modules, des bibliothèques de code et des
outils de développement. Ensemble, ces ressources permettent de simplifier et d'accélérer la conception, le codage, la fabrication et le déploiement. Les modules pré-certifiés éliminent la douleur et les dépenses liées au processus de certification.
Lorsque vous avez besoin d'une assistance supplémentaire en matière de conception et d'ingénierie, les experts de Digi
Services de conception sans fil sont toujours disponibles pour vous aider.
Qu'est-ce qu'un module XBee ?
Un module XBee est un très petit appareil radio qui utilise divers protocoles de communication pour envoyer des informations, comme les données d'un capteur. Les modules XBee à radiofréquence (RF) communiquent via une passerelle, tandis que les XBee cellulaires se connectent via des réseaux cellulaires. C'est la définition de Digi XBee . Parlons maintenant des caractéristiques, des cas d'utilisation et de la façon de comparer les XBees.
Digi XBee sont robustes, polyvalents, sûrs et fiables, ce qui en fait un choix populaire pour ajouter des communications sans fil aux produits connectés. Les radios Digi XBee sont utilisées dans toutes les applications imaginables de IoT , de la détection industrielle à l'agriculture intelligente en passant par le suivi des actifs et l'éclairage des villes intelligentes.
Voici quelques caractéristiques clés de XBee :
- Compatibilité des broches, ce qui permet de passer facilement et économiquement d'une solution à l'autre.
- Une plate-forme matérielle/logicielle, une interface de configuration et un environnement de programmation communs, permettant une transition facile entre les lignes de produits et les protocoles.
- Certifications mondiales pour des déploiements multirégionaux.
- Des outilsDigi XBee , des API et des bibliothèques de code faciles à utiliser , la programmabilité MicroPython et la configuration Bluetooth en option permettent aux développeurs de mettre au point, de déployer et de gérer des dispositifs.
Examinons les options XBee pour les protocoles, les fréquences, les antennes et les facteurs de forme.
- Comparaison de la portée XBee: Avec une portée extérieure pouvant atteindre 65 miles, le module Digi XBee-PRO SX 900 peut couvrir les grandes distances nécessaires aux déploiements à distance. Pour les réseaux locaux, les modules Digi XBee 3 PRO peuvent créer des réseaux point à multipoint ou maillés avec des distances intérieures d'environ 300 pieds entre les nœuds.
- Consommation d'énergie XBee: Les modules à faible portée, tels que Digi XBee 3 Zigbee ou Digi XBee RR, peuvent émettre en utilisant seulement 33 mA de courant. Les modules à plus longue portée comme Digi XBee-PRO SX 900 peuvent consommer jusqu'à 900 mA de courant, mais couvrent des distances plus de 300 fois supérieures. Les dispositifs cellulaires tels que Digi XBee 3 Cellular LTE-M/NB-IoT consomment en moyenne 200 mA, ce qui garantit une longue durée de vie de la batterie pour les appareils en déplacement.
- Fréquence: Digi XBee 3 Les modules Global Cellular prennent en charge plusieurs bandes LTE, pour des déploiements d'appareils mobiles sur plusieurs continents. D'autres modules Digi XBees tels que Wi-Fi, XBee RR, Zigbee, DigiMesh et 802.15.4 fonctionnent sur les bandes de 2,4 GHz sous licence mondiale. Les modules à longue portée sub-1 GHz de Digi fonctionnent dans la gamme des 900 MHz pour l'Amérique du Nord et dans la gamme des 868 MHz pour l'Europe.
- Antenne: De nombreuses options d'antennes sont disponibles pour les Digi XBees, y compris des antennes filaires ou fouettées, des antennes à trace sur circuit imprimé et des antennes à puce. Les options de connecteurs incluent RPSMA et U.FL. Certains modules supportent également un pad RF pour les connexions d'antenne SMT. (Plus de détails ci-dessous).
- Protocole: Vous avez le choix entre la norme 802.15.4 point à multipoint, le réseau maillé avec Zigbee ou DigiMesh, la norme Wi-Fi, les solutions longue portée 900/868 MHz et une variété de modules cellulaires prêts à l'emploi IoT, avec des empreintes et une interface communes.
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Quels sont les cas d'utilisation des modules XBee ?
Nous avons évoqué quelques-unes des applications pour lesquelles les modules Digi XBee sont déployés dans le monde entier. Mais il y en a encore beaucoup d'autres ! Partout où des machines et des systèmes doivent être automatisés et surveillés, où des capteurs doivent être déployés et où les communications sans fil entre les machines et les applications constituent une fonction commerciale essentielle, vous trouverez XBee.
Digi XBee fournissent la communication à distance pour l'agriculture, l'industrie, les champs solaires, les parcs éoliens, la télématique, la robotique, la gestion de l'eau, les véhicules autonomes et d'autres cas d'utilisation dans le domaine des transports. Ne manquez pas de consulter nos témoignages de clients, et filtrez par "Digi XBee."
L'évolution de XBee
Le module radio XBee a été introduit en 2005 par MaxStream. Digi a racheté MaxStream l'année suivante et a lancé un module XBee certifié Zigbee. Ces produits ont connu un tel succès que des modules Wi-Fi ont suivi. Des tiers ont commencé à intégrer des prises pour Digi XBee dans leurs propres produits. Puis, en 2018, Digi a présenté la gamme de modules programmables Digi XBee 3. La famille s'est agrandie, avec une gamme de modules XBee et des options cellulaires supplémentaires, ainsi qu'un écosystème de logiciels, bibliothèques et outils de soutien pour simplifier le développement XBee. Voici un aperçu rapide de l'évolution de XBee :
- 802.15.4: Introduits en 2005, ces modules de la "série 1" ont été les premiers à présenter l'empreinte XBee classique à 20 broches et à prendre en charge la norme IEEE 802.15.4. Leur interface de commande AT simple est devenue une norme pour toute la gamme XBee. Ce module était populaire auprès de la communauté des makers, dont beaucoup étaient les pionniers de l'Internet des objets.
- Zigbee: S'appuyant sur le succès de XBee, Digi a dévoilé un module XBee compatible avec le réseau maillé Zigbee "Series 2". Les modules Zigbee forment automatiquement des réseaux. Le réseau "auto-réparateur" peut contourner les modules hors ligne, ce qui rend Zigbee parfait pour les systèmes de détection industriels.
- Wi-Fi: Le XBee Wi-Fi original de Digi est sorti en 2011 avec une prise en charge globale du protocole Wi-Fi. Une deuxième version a été lancée l'année suivante avec des mises à jour over-the-air.
- LTE Cat 1: Digi XBee LTE Cat 1 a marqué l'entrée de Digi sur le marché cellulaire. Destiné aux appareils connectés ayant des besoins en bande passante plus faibles, il permet d'assurer la connectivité pour les applications où le Wi-Fi n'est pas disponible.
- LTE Cat 4: Le dernier module de la gamme LTE prend en charge les besoins en bande passante plus élevée, tels que la diffusion de fichiers multimédias ou la transmission d'échantillons de données à très haute fréquence.
- LTE-M/NB-IoT: Après le XBee LTE Cat 1, Digi a développé et certifié des modules supportant les protocoles cellulaires LTE-M et NB-IoT . Ces normes permettent de maintenir les appareils fonctionnant sur batterie en fonctionnement et connectés aux réseaux cellulaires pendant de longues périodes.
- Modules RFDigiMesh®: Digi a développé DigiMesh pour combler les lacunes de la fonctionnalité Zigbee. Dans un réseau DigiMesh, tous les modules sont du même type et peuvent être alimentés par batterie, ce qui améliore le provisionnement et crée un réseau résilient sans nécessiter de modules routeurs toujours actifs. DigiMesh peut fonctionner sur 2,4 GHz ou 868/900 MHz.
- 868/900MHz: Digi XBee-PRO 900HP et Digi XBee XR 868 couvrent une portée de 9 miles, avec des options de réseau maillé. Digi XBee SX 868/900 inclut DigiMesh et peut être configuré pour une portée de 65 miles.
Vidéo : Introduction des modules programmables Digi XBee 3
XBee et Zigbee
Qu'est-ce que Zigbee et en quoi diffère-t-il de XBee ? XBee et Zigbee sont parfois confondus parce que leur marque comporte un "Bee". Mais alors que XBee est un module radio, Zigbee est une norme de protocole de communication sécurisée pour les réseaux maillés sans fil locaux de faible puissance fonctionnant sur des fréquences mondiales. Les modules XBee exécutent le protocole Zigbee et de nombreux autres protocoles, ce qui facilite le développement d'applications sans fil à moindre coût.
XBee PRO vs XBee
Plusieurs gammes de produits Digi XBee existent en version normale et en version PRO. La principale différence entre les deux est la puissance de transmission, et donc la portée XBee.
XBee ordinaire: Les versions régulières de Digi XBee 3 RF, Digi XBee RR et Digi XBee SX prennent en charge les applications à moyenne portée, nécessitant une puissance de transmission modeste. Ils consomment moins d'énergie, les batteries durent donc plus longtemps, et ils génèrent moins de chaleur. Ils sont moins coûteux et peuvent être certifiés dans les régions qui n'autorisent que les transmissions de faible puissance.
XBee PRO: Les radios Digi XBee-PRO comprennent Digi XBee 3 PRO, Digi XBee RR PRO, Digi XBee-PRO 900HP et Digi XBee-PRO SX. Les modules PRO sont considérés comme des modules à longue portée, pour des distances allant de 2 à 65 miles.
XBee série 1 vs série 2
Jusqu'en 2014, les XBees utilisaient une "série" pour décrire les différents modules. Aujourd'hui, de nombreux sites comparent encore les deux, alors comparons les XBee série 1 vs série 2.
XBee Series 1: Le XBee Series 1 est le même que le Digi XBee 802.15.4. On l'a appelé la série 1 parce que c'était le premier XBee jamais fabriqué, et pour le distinguer de la série 2 qui a suivi.
XBee série 2: Le XBee série 2 est identique au module ZigbeeDigi XBee . Il est également similaire au module Zigbee Digi XBee 3, qui a ajouté la programmabilité, des facteurs de forme supplémentaires, Bluetooth et d'autres fonctions.
Bien que la nomenclature "série" ait été remplacée par une terminologie plus descriptive, il est utile de comprendre ces anciennes définitions de Digi XBee .
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Guide d'achat des XBee : Tous les XBee expliqués
La gamme Digi XBee comprend trois grands groupes. Il y a les radios à faible puissance et à courte portée, les modules à longue portée qui nécessitent plus d'énergie pour transporter les signaux sur de longues distances, et les modems cellulaires Digi XBee qui rejoignent les réseaux mobiles.
- 2,4 GHz (courte portée, faible puissance)
- Sub-1 GHz (longue portée, plus de puissance)
- Cellulaire
Le tableau suivant énumère les capacités de portée et les exigences de puissance pour les modules RF et cellulaires actuels de Digi. Les portées sont les maximums à attendre et sont affectées par des facteurs tels que les antennes, les réseaux locaux et la disponibilité des téléphones portables.
| Module |
Fréquence |
Gamme |
Puissance d'émission |
| Digi XBee SX 868 |
863-870 MHz |
Ligne de visée (LOS) : 14,5 km |
+13 dBm |
| Digi XBee SX 900 |
902-928 MHz |
Intérieur : 100 m (330 ft)
LDV urbaine : 2,5 km (1,5 mi)
LDV rurale : 14,5 km (9 mi) |
+13 dBm |
| Digi XBee SX 900 PRO |
902-928 MHz |
Intérieur : 300 m (1000 ft)
LDV urbaine : 2,5 km (1,5 mi)
LDV rurale : 14,5 km (9 mi) |
+30 dBm |
| Digi XBee-PRO 900 HP |
902-928 MHz |
Intérieur/urbain : 610 m (2000 ft)
LOS extérieure : 15,5 km (9 mi) |
+24 dBM |
| Digi XBee 3 802.15.4 |
2,4 GHz |
Intérieur/urbain : 60 m (200 ft)
LOS extérieur : 1200 m (4000 ft) |
+8 dBm |
| Digi XBee 3 802.15.4 PRO |
2,4 GHz |
Intérieur/urbain : 90 m (300 ft)
LOS extérieur : 3200 m (2 mi) |
+19 dBm |
| Digi XBee 3 Zigbee |
2,4 GHz |
Intérieur/urbain : 60 m (200 ft)
LOS extérieur : 1200 m (4000 ft) |
+8 dBm |
| Digi XBee 3 Zigbee PRO |
2,4 GHz |
Intérieur/urbain : 90 m (300 ft)
LOS extérieur : 3200 m (2 mi) |
+19 dBm |
| Digi XBee 3 DigiMesh |
2,4 GHz |
Intérieur/urbain : 60 m (200 ft)
LOS extérieur : 1200 m (4000 ft) |
+8 dBm |
| Digi XBee 3 DigiMesh® PRO |
2,4 GHz |
Intérieur/urbain : 90 m (300 ft)
LOS extérieur : 3200 m (2 mi) |
+19 dBm |
| Digi XBee RR |
2,4 GHz |
Intérieur/urbain : 60 m (200 ft)
LOS extérieur : 1200 m (4000 ft) |
+19 dBm |
| Digi XBee RR PRO |
2,4 GHz |
Intérieur/urbain : 60 m (200 ft)
LOS extérieur : 1200 m (4000 ft) |
+19 dBm |
| Digi XBee XR 868 |
2,4 GHz |
LDV extérieure : 14,5 m (47 ft) |
+19 dBm |
| Digi XBee 3 Global LTE Cat 1 |
Cellulaire |
Dépend de la disponibilité cellulaire locale/de la distance entre les antennes |
+23 dBm |
| Digi XBee Cellulaire LTE Cat 4 |
Cellulaire |
Dépend de la disponibilité cellulaire locale/de la distance entre les antennes |
+23 dBm |
| Digi XBee 3 LTE-M/NB- mondial et de faible puissanceIoT |
Cellulaire |
Dépend de la disponibilité cellulaire locale/de la distance entre les antennes |
+23 dBm |
Modules RF 2,4 GHz (courte portée, faible puissance)
Utilisant la fréquence mondialement acceptée de 2,4 GHz, ces modules Digi XBee peuvent être déployés presque partout pour une connectivité à courte portée avec une excellente autonomie.
Digi XBee Wi-Fi: Grâce à des options de conception flexibles, des outils d'approvisionnement simples et une prise en charge native de l Digi Remote Manager®, ce module permet aux développeurs de mettre rapidement sur le marché des produits Wi-Fi connectés au cloud, avec un minimum d'efforts et de coûts.
Digi XBee 3 Modules : Micromont, trou traversant, montage en surface
Digi XBee 3 Zigbee: Ce module crée des réseaux maillés interopérables en utilisant le protocole standard Zigbee. Zigbee fait partie de la gamme XBee depuis le début. Digi XBee Les modules 3 Zigbee sont disponibles en trois tailles compatibles, avec Bluetooth et la programmabilité à bord.
Digi XBee 3 802.15.4: La norme IEEE 802.15.4 offre une connectivité rapide, souvent sans configuration. Flexibles et économes en batterie, ces modules sont disponibles en trois formats Digi XBee 3 avec BLE, MicroPython et la sécurité Digi TrustFence®.
Digi XBee DigiMesh 2.4: Pour les applications où l'interopérabilité avec des dispositifs tiers n'est pas nécessaire, DigiMesh fournit un excellent réseau maillé avec quelques avantages distincts par rapport à Zigbee, notamment la simplicité et une meilleure gestion de l'énergie. La version Digi XBee 3 est programmable, adressable BLE et sécurisée.
Digi XBee RR: Digi XBee Les modules sans fil RR accélèrent la mise sur le marché pour les concepteurs, les OEM et les fournisseurs de solutions en permettant rapidement une connectivité sans fil et des fonctionnalités faciles à ajouter.
Modules RF sub-1 GHz (longue portée, plus de puissance)
Plusieurs modules longue portée Digi XBee fonctionnent dans les bandes 900 MHz et 868 MHz, sans licence en Amérique du Nord et en Europe respectivement. Les gammes de fréquences plus basses permettent une plus grande propagation du signal, généralement en échange d'une consommation d'énergie un peu plus importante.
Digi XBee-PRO XSC : Ce module 900 MHz assure la compatibilité over-the-air avec les anciens produits 9XStream. Pour les nouvelles conceptions, le module Digi XBee-PRO 900HP doit être utilisé.
Digi XTend 900 MHz : Ces modules prennent en charge le facteur de forme de l'ancien module 9XTend de Digi, avec une portée allant jusqu'à 40 miles.
Les
topologies de réseau comprennent le point-à-point, le point-à-multipoint et le maillage.
Digi XBee SX 868
et 900: L'une des solutions les plus puissantes et les plus avancées techniquement de la gamme XBee, le module XBee SX 900 de 1 watt à 900 MHz Digi XBee-PRO SX 900 et les modules XBee SX 900 et 868 MHz de 20 mW optimisés par batterie peuvent couvrir une portée en visibilité directe de 65 miles ou 9 miles respectivement. Tous deux offrent un choix de topologies DigiMesh ou point à multipoint et un cryptage AES pour des communications de données sécurisées.
Digi XBee-PRO 900HP : Ce module 900 MHz longue portée offre une connectivité en visibilité directe jusqu'à 28 miles. Il utilise l'empreinte XBee compatible à trou traversant, une flexibilité multirégionale et des débits de données allant jusqu'à 200 Kbps, ce qui est idéal pour les applications longue portée nécessitant un débit de données accru.
Vidéo : Test de portée avec Digi XCTU
Modems cellulaires XBee
Digi XBee offrent une connectivité de données mobiles dans un format familier. Ces modules pré-certifiés constituent le moyen le plus simple d'intégrer la connectivité cellulaire dans les appareils OEM. Optimisé pour les exigences de IoT en matière de faible consommation et de faible bande passante, chaque module est livré avec un kit de développement pour un prototypage rapide. Tous les modules intègrent la programmabilité MicroPython, le support MQTT pour les plateformes cloud comme Azure et AWS, Bluetooth Low Energy pour le balisage, la connexion aux capteurs et la configuration locale à l'aide de l'applicationDigi XBee Mobile.
Aujourd'hui, vous pouvez configurer et tester les solutions Digi XBee Cellular avec Digi XBee Studio - une application multiplateforme gratuite - et gérer vos modems cellulaires avec notre plateforme cloud sophistiquée, Digi Remote Manager®. Pour en savoir plus sur Digi XBee Studio, consultez notretutoriel.
La comparaison de la portée des modules XBee avec celle des modems cellulaires est quelque peu paradoxale, car si la distance par rapport à la tour de téléphonie cellulaire la plus proche est généralement faible, les modules peuvent se connecter de presque n'importe où, de sorte que leur distance de couverture effective est très grande.
Voici l'offre actuelle de produits de Digi XBee Cellular :
Digi XBee 3 Cellular LTE Cat 1: Ce module dispose d'une certification étendue aux opérateurs pour la Cat 1, y compris AT&T, Bell, Telus et Verizon. Il possède la même grande programmabilité, la même sécurité et les mêmes modes d'économie d'énergie que les autres unités cellulaires Digi XBee , avec une bande passante de 10 Mbps en liaison descendante et de 5 Mbps en liaison montante. Une carte SIM peut être pré-incluse avec le module pour une activation cellulaire instantanée.
Digi XBee 3 Cellular LTE Cat 4: Ce module dispose d'une certification élargie des opérateurs pour la Cat 4 et offre les mêmes modes de programmation, de sécurité et d'économie d'énergie que les autres modules cellulaires Digi XBee . Il est idéal pour les applications qui nécessitent une utilisation variable de la bande passante entre 100 MB et 1 GB par mois. Digi XBee Les modules 3 Global LTE Cat 4 sont compétitifs en termes de coûts par rapport aux autres modules basés sur les dernières normes LTE.
Digi XBee 3 LTE-M/NB-IoT global et à faible consommation: Pour les besoins de bande passante et de longue durée de vie de la batterie, LTE-M et NB-IoT sont d'excellents protocoles cellulaires. Ce module peut être configuré pour l'un ou l'autre, avec jusqu'à 375 kb/s en mode LTE-M ou environ 50 kb/s en mode NB-IoT . Les modes d'économie d'énergie et de veille peuvent prolonger la durée de vie de la batterie pendant des mois ou des années. La programmabilité standard, le support MQTT, la sécurité Digi TrustFence et la certification des appareils finaux font de ce module un outil de pointe pour le développement rapide et fiable de IoT .
Types d'antennes XBee
Les radios ont besoin d'antennes pour transmettre et recevoir des signaux. La bonne antenne dépend de la taille de l'appareil, des matériaux, des exigences de portée et des limitations mécaniques. Digi offre de nombreuses options pour les exigences de distance et de portée XBee. Certaines antennes nécessitent des connecteurs.
Dipôle: Les antennes dipôles sont des antennes très efficaces avec une performance constante, un diagramme de rayonnement omnidirectionnel et une polarisation fiable.- Fil: Un fil métallique soigneusement réglé et positionné perpendiculairement au module, offrant d'excellentes performances pour une antenne embarquée. Il est simple et offre un rayonnement omnidirectionnel, ce qui signifie que la distance de transmission maximale est la même dans toutes les directions.
- Puce: L'antenne à puce est une puce céramique plate qui affleure le corps du XBee. L'antenne à puce fonctionne bien pour les très petites conceptions et évite les contraintes mécaniques sur l'antenne.
- PCB: Ces antennes sont imprimées sur la carte de circuit imprimé XBee. Elles sont composées d'une série de pistes conductrices disposées selon un motif fractal et offrent des avantages similaires à ceux de l'antenne à puce, avec des performances généralement améliorées.
- U.FL : C'est le plus petit des connecteurs externes. Si votre module se trouve à l'intérieur d'un boîtier métallique, l'antenne doit se trouver à l'extérieur pour éviter l'atténuation du boîtier. De plus, il est parfois avantageux d'utiliser une antenne spéciale avec une orientation ou un modèle de rayonnement spécifique pour concentrer les signaux sur une plus grande distance.
- RPSMA: Ce connecteur d'antenne externe est beaucoup plus grand que le connecteur U.FL, mais grâce à sa taille et sa solidité, il peut supporter une antenne externe montée directement sur le XBee sans aucun câble de connexion, ce qui permet d'économiser de l'espace et des coûts tout en améliorant les performances.
- Pad RF: Certains projets nécessitent une antenne ou un connecteur intégré à la carte de circuit imprimé de l'appareil hôte. Pour cela, il existe des modules Digi XBee dotés d'un simple pad RF ; la soudure du module sur le circuit imprimé de l'hôte le connecte automatiquement à l'antenne ou au connecteur préexistant de l'hôte.
Appareils compatibles avec XBee
L'écosystème Digi XBee fournit une multitude d'outils matériels et logiciels pour accélérer le développement, l'intégration et la fabrication. Ces outils sont disponibles auprès de Digi et de partenaires tiers. Voici quelques-uns des nombreux outils qui soutiennent la ligne Digi XBee .
Cartes de développement Digi XBIB-C: Permettent le développement rapide d'applications XBee de démonstration de concept. Les cartes comprennent des capteurs intégrés, une surveillance de la tension et du courant, des entrées de boutons, des sorties de DEL et des connecteurs d'extension pour des dispositifs supplémentaires comme la
carte fille GPSDigi XBee .
Digi ConnectCore® System-on-Modules: Des plateformes de développement hautement évolutives pour les applications industrielles et médicales, construites sur les derniers processeurs NXP, avec une intégration XBee transparente.
Digi XBee Multi Programmer: Combine une interface d'application et un matériel facile à utiliser pour charger des profils de micrologiciels sur six modules Digi XBee simultanément. Le processus simple et automatisé est conçu pour les opérateurs qui peuvent avoir une connaissance limitée des produits.
Digi XBee 3 Adaptateur USB: Fournit une connectivité locale aux réseaux sans fil Digi XBee à partir d'un ordinateur portable ou d'un PC, permettant une mise en service locale.
Digi XBee Passerelles: Convertissent les protocoles sans fil comme Zigbee, DigiMesh et 802.15.4 en protocole Internet, puis transmettent leurs données sur Ethernet, cellulaire ou Wi-Fi. Les passerelles peuvent également regrouper les données, les convertir de l'analogique au numérique et les crypter avant leur transmission.
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