Qu'est-ce que Zigbee ?
Zigbee est une technologie sans fil développée comme une norme de connectivité ouverte sur le marché mondial pour répondre aux besoins uniques des réseaux de données sans fil à faible coût et à faible puissance IoT . La norme de connectivité Zigbee fonctionne sur la spécification radio de la carte physique IEEE 802.15.4 et fonctionne dans des bandes radio sans licence, notamment 2,4 GHz, 900 MHz et 868 MHz.
La spécification sans fil 802.15.4, sur laquelle fonctionne la pile Zigbee, a été ratifiée par l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) en 2003. Cette spécification est un protocole de carte radio par paquets destiné aux appareils et produits à faible coût fonctionnant sur batterie. Le protocole permet aux dispositifs de communiquer des données dans une variété de topologies de réseau et peut avoir une durée de vie de la batterie de plusieurs années.
Le protocole Zigbee 3.0
Le protocole Zigbee a été créé et ratifié par les entreprises membres de la Zigbee Board Alliance, qui compte plus de 300 fabricants de semi-conducteurs, entreprises technologiques, équipementiers et sociétés de services leaders sur le marché. Le protocole Zigbee a été conçu pour fournir une solution de données sans fil facile à utiliser, caractérisée par des architectures de réseau sans fil sûres et fiables.
L'avantage de Zigbee
Le protocole Zigbee 3.0 est conçu pour communiquer des données à travers des environnements RF bruyants, courants dans les applications commerciales et industrielles. La version 3.0 s'appuie sur la norme de connectivité Zigbee existante mais unifie les profils d'application spécifiques au marché pour permettre à tous les appareils d'être connectés sans fil dans le même réseau, indépendamment de leur désignation commerciale et de leur fonction. En outre, un système de certification Zigbee 3.0 garantit l'interopérabilité des produits de différents fabricants d'appareils. La connexion des réseaux Zigbee 3.0 au domaine IP ouvre la voie à la surveillance et au contrôle sans fil à partir d'appareils radio tels que les smartphones et les tablettes sur un réseau local ou étendu, y compris l'Internet, et permet de concrétiser le véritable Internet des objets.
Les caractéristiques du protocole Zigbee sont les suivantes :
- Prise en charge de plusieurs topologies de réseau telles que les réseaux point à point,
point à multipoint et réseaux maillés
- Faible cycle d'utilisation - assure une longue durée de vie de la batterie
- Faible latence
- Spectre étalé à séquence directe (DSSS)
- Jusqu'à 65 000 nœuds par réseau
- Cryptage AES 128 bits pour des connexions de données sécurisées
- Évitement des collisions, tentatives et accusés de réception.
La pile logicielle Zigbee 3.0 comprend un "dispositif de base" qui offre un comportement cohérent pour la mise en service de nœuds et de dispositifs dans un réseau. Un ensemble commun de méthodes de mise en service est fourni, y compris Touchlink, une méthode de mise en service de proximité.
Sécurité sans fil Zigbee
Zigbee 3.0 offre une sécurité renforcée du réseau. Il existe deux méthodes de sécurité qui donnent lieu à deux types de réseau :
- Sécurité centralisée : Cette méthode fait appel à un coordinateur/centre de confiance qui forme le réseau et gère l'attribution des clés de sécurité du réseau et des liens aux nœuds qui le rejoignent.
- Sécurité distribuée : Cette méthode n'a pas de coordinateur/centre de confiance et est formée par un routeur. Tout nœud de routeur Zigbee peut ensuite fournir la clé du réseau aux nœuds qui le rejoignent.
Les nœuds adoptent la méthode de sécurité utilisée par le réseau central qu'ils rejoignent. Zigbee 3.0 prend en charge l'échelle et la complexité croissantes des réseaux sans fil, et s'adapte aux grands réseaux locaux de plus de 250 nœuds. Zigbee gère également le comportement dynamique de ces réseaux (avec des nœuds qui apparaissent, disparaissent et réapparaissent dans le réseau) et permet aux nœuds orphelins, qui résultent de la perte d'un parent, de réintégrer le réseau via un autre parent. La nature auto-réparatrice des réseaux Zigbee Mesh permet également aux nœuds de quitter le réseau sans que le routage interne ne soit perturbé.
Compatibilité avec le protocole Zigbee
La rétrocompatibilité de Zigbee 3.0 signifie que les applications et les appareils domestiques intelligents déjà développés sous le profil Zigbee Light Link 1.0 ou Home Automation 1.2 sont prêts pour Zigbee 3.0. Le profil Zigbee Smart Energy est également compatible avec Zigbee 3.0 au niveau fonctionnel, mais Smart Energy a des exigences de sécurité supplémentaires qui ne sont prises en compte que dans le profil.
Données du dispositif Zigbee
La fonction de mise à niveau OTA (Over-The-Air) de Zigbee, qui permet de mettre à jour le logiciel pendant le fonctionnement de l'appareil, garantit que les applications des appareils déjà déployés sur le terrain/le marché peuvent être migrées en toute transparence vers Zigbee 3.0. La mise à niveau OTA est une fonctionnalité facultative que les fabricants sont encouragés à prendre en charge dans la couche d'application de leurs produits Zigbee.
Réseaux maillés Zigbee
Un élément clé du protocole Zigbee est sa capacité à prendre en charge les réseaux maillés. Dans un réseau maillé, les nœuds sont interconnectés avec d'autres nœuds de manière à ce que de multiples voies relient chaque nœud. Les connexions entre les nœuds sont mises à jour et optimisées de manière dynamique grâce à une table de routage maillée sophistiquée et intégrée.
Les réseaux maillés sont décentralisés par nature ; chaque nœud est capable de s'autodécouvrir sur le réseau. De plus, lorsque les nœuds quittent le réseau, la topologie maillée permet aux nœuds de reconfigurer les chemins de routage en fonction de la nouvelle structure du réseau. Les caractéristiques de la topologie maillée et du routage ad hoc offrent une plus grande stabilité dans des conditions de vagues changeantes ou en cas de défaillance d'un seul nœud.
Applications sans fil Zigbee
Zigbee permet un large déploiement en ondes de réseaux sans fil avec des solutions à faible coût et à faible puissance. Il permet de fonctionner pendant des années sur des piles bon marché pour une multitude d'applications de surveillance et de contrôle. L'énergie intelligente/le réseau intelligent, la lecture automatique des compteurs, les commandes d'éclairage, les systèmes d'automatisation des bâtiments, la surveillance des réservoirs, la commande des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, les dispositifs médicaux, la radio dbm, les protocoles sans fil ghz, les réseaux de capteurs sans fil et les applications de flotte ne sont que quelques-uns des nombreux domaines dans lesquels la technologie Zigbee fait des progrès significatifs.
Digi XBee 3 Technologie Zigbee
Digi est membre de la Zigbee Alliance et a développé une large gamme de solutions de réseaux de données basées sur le protocole Zigbee. Digi XBee 3 est le dernier d'une longue lignée de dispositifs radio qui fournissent une solution facile à mettre en œuvre et offrant des fonctionnalités permettant de se connecter à une grande variété de dispositifs avec des normes de connectivité robustes.