XBee vs. Zigbee : Un guide comparatif simple

XBee® et Zigbee® ont certains points communs et partagent une relation. XBee est une famille de modules radio et est une marque déposée de Digi International. Zigbee est un protocole de communication sans fil et une marque déposée de la Zigbee Alliance. Beaucoup de gens confondent ces deux noms parce qu'ils sont tous deux impliqués dans la mise en réseau radio et qu'ils comportent le mot "Bee" dans leur marque. Mais ils sont très différents. Comparons XBee et Zigbee pour mieux comprendre ce qu'ils sont, en quoi ils sont différents et quelle est leur relation.
 
Zigbee est un protocole de communication sans fil pour un réseau maillé sans fil local de faible puissance avec une sécurité moderne, qui est basé sur des normes et fonctionne sur des fréquences mondiales. Il est couramment utilisé dans la domotique, l'énergie intelligente, la détection sans fil et l'automatisation industrielle. 
 
XBee est un nom de marque qui fait référence à une famille de dispositifs de Digi International. Les modules radio Digi XBee partagent des facteurs de forme communs, une interface hôte standard, des outils et des logiciels de soutien, ainsi qu'un groupe de protocoles parmi lesquels vous pouvez choisir, notamment Wi-Fi, cellulaire LTE, DigiMeshainsi que Zigbee. Il existe donc des modules XBee qui utilisent le protocole Zigbee, mais tous les XBee ne sont pas des Zigbee, et vice versa.

Aperçu de Zigbee

Le site Protocole Zigbee est une norme, de la même manière que Bluetooth est une norme. Tout appareil d'un fabricant qui prend entièrement en charge Zigbee peut communiquer avec les appareils Zigbee de n'importe quelle autre entreprise. Ainsi, de la même manière qu'une oreillette Bluetooth Beats d'Apple peut se connecter à un smartphone Galaxy de Samsung, un interrupteur Zigbee de G.E. peut communiquer avec des lampes Zigbee de Phillips, ou avec tout autre dispositif certifié Zigbee.
 
Comment cela fonctionne-t-il ? Eh bien, tout comme un bon gâteau, les protocoles de réseau robustes consistent à couches. Chaque couche ajoute des caractéristiques et des fonctionnalités avec suffisamment d'indépendance pour que les changements de mise en œuvre dans une couche ne nécessitent pas de changements dans les autres. Zigbee est une couche de protocole qui définit des éléments de réseau sans fil, comme la façon de démarrer un réseau, d'effectuer des résolutions d'adresse et de router des paquets. Elle spécifie également comment mettre en œuvre certaines applications, avec des moyens prédéfinis de communiquer sur des sujets tels que le contrôle de l'éclairage, la gestion des systèmes énergétiques intelligents ou la surveillance de l'environnement.

La couche inférieure à Zigbee, qui prend en charge ses fonctions avancées, est connue sous le nom de IEEE 802.15.4. Il s'agit d'un ensemble de normes qui définissent la manière dont le spectre radioélectrique est utilisé et de nombreuses autres opérations qui favorisent des transmissions fiables. Les modules radio de la marque XBee de Digi peuvent être configurés avec ou sans Zigbee. Il existe même une configuration qui prend en charge la norme 802.15.4 directement dans sa forme native.
 
Zigbee lui-même ajoute trois caractéristiques importantes :

1. Routage par maillage - utilise des tables de routage qui définissent comment une radio peut faire passer des messages par une série d'autres radios jusqu'à leur destination finale.
2. Création de réseaux ad hoc - un processus automatisé qui crée un réseau entier de radios à la volée, sans aucune intervention humaine.
3. Maillage auto-réparateur - un processus qui détermine automatiquement si une ou plusieurs radios manquent dans le réseau et reconfigure le réseau pour réparer les routes brisées.

 Chaque réseau Zigbee attribue différents rôles aux modules radio, ou nœuds. Il s'agit notamment de :

1. Coordinateur - Cette radio est chargée de former le réseau, de distribuer les adresses et de gérer les autres fonctions qui définissent le réseau, le sécurisent et le maintiennent en bonne santé. Chaque réseau doit être formé par un coordinateur et il n'y a jamais plus d'un coordinateur dans votre réseau.
2. Routeur - un routeur est un nœud Zigbee complet. Il peut rejoindre des réseaux existants, envoyer des informations, recevoir des informations et acheminer des informations. L'acheminement signifie qu'il sert de messager pour les communications entre d'autres appareils qui sont trop éloignés pour transmettre des informations par eux-mêmes. Les routeurs sont généralement branchés sur une prise électrique car ils doivent être allumés en permanence. Un réseau Zigbee comporte généralement plusieurs radios routeurs.
3. Périphérique d'extrémité - Les périphériques d'extrémité sont essentiellement des versions simplifiées d'un routeur. Ils peuvent se joindre à des réseaux et envoyer et recevoir des informations, mais c'est à peu près tout. Ils ne jouent pas le rôle de messagers entre d'autres dispositifs, ce qui leur permet d'utiliser du matériel moins coûteux et de s'éteindre par intermittence, en économisant de l'énergie grâce à un mode veille temporaire. Les dispositifs finaux ont toujours besoin d'un routeur ou d'un coordonnateur comme dispositif parent pour les aider à se joindre au réseau et pour stocker les messages lorsqu'ils sont endormis. Les réseaux Zigbee peuvent comporter un nombre quelconque de dispositifs finaux.

Zigbee sur XBee

Zigbee est un protocole partagé, de sorte que les puces et les modules sont disponibles auprès de nombreux fabricants. Cette normalisation est un élément clé de sa valeur. Qu'est-ce qui rend Zigbee spécial sur Digi XBee ? Tout d'abord, Digi a créé une excellente mise en œuvre, une mise en œuvre de la plus haute qualité d'ingénierie et qui est entièrement certifiée par la Zigbee Alliance pour l'interopérabilité. Ces bases essentielles ne sont que le fondement.

Une interface hôte normalisée favorise une configuration, un contrôle et des communications rapides et faciles à comprendre. L'utilisateur peut choisir entre des commandes AT simples et lisibles par l'homme, ou une API structurée qui met en œuvre des interactions machine-machine solides comme le roc. Grâce à un assortiment de facteurs de forme de modules, Digi XBee peut s'insérer dans des supports temporaires ou être soudé de manière permanente aux circuits imprimés. Ces facteurs de forme standard incluent une taille Micro extrêmement petite qui regroupe la puissance de XBee dans un module pas plus grand qu'un ongle.

Digi superpose ses TrustFence® sur les modules, y compris le démarrage sécurisé, l'identité sécurisée et la confidentialité. Chaque module est programmable par l'utilisateur, ce qui permet de prendre en charge la logique applicative, l'entrée des capteurs, la gestion de l'alimentation et bien d'autres choses encore, sans avoir besoin de microcontrôleurs supplémentaires. Enfin, il y a la puissance de l'écosystème Digi XBee . Si une partie du projet doit être transférée vers un autre protocole de communication à l'avenir, il n'est pas nécessaire de modifier l'empreinte des modules, les facteurs de forme, les interfaces hôtes ou les programmes intégrés. Le passage d'une norme à une autre est donc un jeu d'enfant.

Examinons de plus près la ligne Digi XBee pour comprendre comment cela se passe.
 

Aperçu de XBee

XBee radio frequency (RF) modules are produced by Digi International Inc. These modules make it easy and cost-effective to deploy wireless technology in electronic devices, especially those used on device networks for smart cities, precision agriculture, industrial automation, sensor networks, medical devices and asset tracking applications.
 

Un écosystème complet

Digi XBee fait partie d'un système complet de modules sans fil pré-certifiés et programmables, ainsi que de passerelles, d'adaptateurs et de logiciels - tous conçus pour accélérer le développement sans fil pour des déploiements mondiaux.

Le site Digi XBee écosystème offre aux développeurs de dispositifs une gamme complète de solutions de mise en réseau "drop-in" rapidement déployables pour la communication sans fil entre dispositifs, adaptateurs et passerelles. Une seule prise vous permet de vous connecter à des réseaux de périphériques dans le monde entier. Vous pouvez assurer l'avenir de votre conception et savoir que vous serez couvert par les nouvelles technologies sans fil dès leur apparition.

Voici un aperçu des principales caractéristiques des modules Digi XBee :

• Digi XBee 3.0 sont configurables, un module prenant en charge plusieurs protocoles, notamment Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth, 802.15.4, DigiMesh, 868 MHz, 900 MHz, LTE cellulaire Cat 1, LTE-M et NB-IoT.
• Tous les modules Digi XBee prennent en charge un langage de commande et une interface de communication communs. Le passage d'un protocole à l'autre est donc facile et peut souvent être réalisé sans aucun changement physique ou logique. Cette flexibilité permet de réduire les coûts de fabrication et d'ingénierie, et offre aux OEM la possibilité d'étendre rapidement leur feuille de route.
• Tous les modules XBee partagent une disposition commune des broches et sont disponibles dans des empreintes compatibles. Digi XBee est disponible en trois formats : trou traversant, montage en surface et montage en surface micro, chacun avec un choix d'options d'antenne.
• Les modulesDigi XBee sont pré-certifiés dans plusieurs régions, ce qui permet aux développeurs d'arriver rapidement sur le marché à moindre coût.
• Les appareilsDigi XBee peuvent être surveillés, gérés et mis à jour avec Digi Remote Managerqui permet des mises à jour massives du micrologiciel, l'automatisation, des alertes et des rapports à partir d'un tableau de bord.

 

Digi XBee 3 : La nouvelle génération de XBee

Building on industry-leading embedded technology, the Digi XBee 3 Series offers additional design freedom with easy-to-add functionality and flexible wireless connectivity. Digi XBee 3 modules deliver advantages in every class — size, weight and power.

The Micro form factor is ideal for compact and portable applications. With enhanced MicroPython programmability, it’s easy to do computing at the network’s edges, whether processing sensor information, reducing power use or even using the Digi XBee 3 as the main device processor.

Digi XBee 3 module architecture can quickly enable and scale wireless connectivity with broad compatibility. The standard Digi XBee host interface has been preserved to support backwards compatibility, with SPI and other enhancements added for additional flexibility.
 
Digi’s toolchain of robust hardware, time-tested firmware, high availability, remote update and online management create a system that everyone can rely upon. Customers worldwide depend on Digi’s stability for high-quality manufacturing and long product lifecycles. Digi TrustFence security framework, identity, and data privacy features are built in to Digi XBee 3 modules. TrustFence uses more than 175 controls to protect against new and evolving cyber threats. From edge computing to future migration, Digi XBee 3 modules offer compact connectivity that can reduce costs, accelerate time-to-market and extend product lifecycles.
 

Digi XBee Tools

Les développeurs XBee ont accès à Digi XBee ToolsL'ensemble d'outils primés de l'entreprise prend en charge l'ensemble du cycle de vie des produits, ce qui permet d'accélérer le développement à moindre coût.

Chaque étape, du développement initial à la gestion du système déployé, est activée et guidée par des logiciels, du matériel et des systèmes en nuage qui augmentent la valeur des modules Digi XBee .

Voici une introduction à la suite d'outils Digi XBee .
 

Outils de développement

Official Digi XBee code libraries are available for ARMmbed, ANSI-C, Java, Python and MicroPython, plus a complete mobile SDK for Bluetooth development. There are also third-party libraries to use with Arduino and Node. The Digi XCTU® configuration application for Windows, MacOS and Linux provides a GUI interface to your devices and their networks, including tools for range testing, spectrum analysis, console access, firmware updates and more.

Digi also supplies a full line of XBIB development boards for module evaluation and creating proof-of-concepts. These boards can be extended with daughter boards to provide additional sensors or inputs like GPS. Customers can design their own daughter boards as needed.

Outils de fabrication

Once initial development is complete, modules can be configured in mass using the Digi XBee Multi Programmer tool. Operators can program up to six modules simultaneously on each device, with logs produced to create a manufacturing paper trail. Additional Multi Programmers can be connected to to further increase the number of modules configured simultaneously.
 

Outils de déploiement

When you are ready to deploy devices in the field, the Digi XBee Network Assistant can discover devices on a network, visualize that network on a map, test network strength and perform batch firmware updates so that modules are always running the best code. The Digi XBee 3 USB Adapter eases testing with a simple USB stick that’s robust enough for field use while still behaving identically to a normal Digi XBee module. Finally, the Digi XBee Mobile App for iOS or Android lets you configure and manage a network of Digi XBee 3 radios directly from your mobile device over Bluetooth. Digi gateways provide direct access to IP protocol from local networks or via cellular for remote management.
 

Outils de gestion et d'évolutivité

Une fois le tout déployé, les gestionnaires de réseau peuvent contrôler leurs systèmes Digi XBee directement depuis leur bureau en utilisant Digi Remote Manager. Cet outil de configuration, de sécurité et de gestion à distance en ligne automatise la gestion et la surveillance des appareils. Il permet à ceux qui gèrent les déploiements de IoT de garder un œil sur l'ensemble de leur système, même lorsqu'il atteint des milliers de dispositifs... ou plus !
 
Zigbee est un protocole formidable pour de nombreux systèmes de détection et d'automatisation de zones locales. C'est pourquoi il a été l'un des premiers protocoles à être pris en charge sur la plate-forme Digi XBee . Comme il s'agit d'une norme prise en charge par de nombreux fabricants certifiés, les dispositifs Zigbee peuvent fonctionner ensemble pour exécuter des tâches d'application et partager des données sans tenir compte de l'origine du dispositif.
 
Les modules radio de la marque XBee de Digi créent un écosystème de développement et de communication complet qui accélère la mise sur le marché tout en réduisant les coûts. Elle inclut Zigbee pour ses nombreuses fonctionnalités, tout en offrant une multitude d'autres protocoles pour couvrir les applications nécessitant plus de bande passante, de portée, de mobilité, de connectivité ou de simplicité, que ce que Zigbee peut fournir. Les Digi XBees offrent une interface standard, une programmabilité, une configuration à distance, de nombreuses options d'antennes, des communications hôtes UART ou SPI, un écosystème complet d'adaptateurs, de bibliothèques de codes, de programmes de configuration, d'approvisionnement et de tests. Chaque Digi XBee est fiable, sécurisé et conçu pour un retour sur investissement, ce qui en fait le meilleur choix pour une solution matérielle et logicielle complète.
 

Comment choisir le bon module XBee pour votre application

Vous avez besoin d'aide pour choisir le module Digi XBee idéal ? Considérez les points suivants : 

1. Région: Le ou les pays où l'appareil sera déployé, en tenant compte de la fréquence et de la puissance maximale. 
2. Latopologie: Quels sont les appareils qui doivent communiquer entre eux et quelle est leur disposition physique ? 
3. Débit: Combien de données doivent traverser le réseau et à quelle fréquence seront-elles transmises ?
4. Leprotocole: Avez-vous besoin d'une interface avec d'autres fournisseurs dans un standard ouvert, ou un réseau propriétaire fermé sera-t-il approprié ?
5. Spécifications: Consommation électrique, facteur de forme, etc. Avez-vous besoin de nœuds dormants ? Devez-vous tenir compte de l'autonomie de la batterie ou de l'espace ?
6. Emplacement: Quelle distance sépare vos appareils ? Quelle est la situation générale en matière de bruit radioélectrique ? Y a-t-il des obstacles à la transmission ? Y aura-t-il des températures extrêmes ou d'autres considérations particulières ?

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