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  1. 1. Cet article ne cite pas suffisamment ses sources (octobre 2009). Si vous disposez douvrages ou darticles de référence ou si vous connaissez des sites web de qualité traitant du thème abordé ici, merci de compléter larticle en donnant les références utiles à sa vérifiabilité et en les liant à la section « Notes et références ». (Modifier larticle)ZigBee est un protocole de haut niveau permettant la communication de petitesradios, à consommation réduite, basée sur la norme IEEE 802.15.4 pour les réseaux àdimension personnelle (Wireless Personal Area Networks : WPAN).Ratifiées le 14 décembre 2004, les spécifications de ZigBee 1.0 sont disponiblesauprès des membres de la communauté industrielle ZigBee Alliance.Cette technologie a pour but la communication de courte distance telle que le proposedéjà la technologie Bluetooth, tout en étant moins chère et plus simple. À titred’exemple, les nœuds ZigBee classiques nécessitent environ 10 % [réf. nécessaire] du codenécessaire à la mise en œuvre de nœuds Bluetooth ou de réseaux sans fil, et les nœudsZigBee les plus élémentaires peuvent ainsi descendre jusqu’à 2 % ! [réf. nécessaire]En 2005, une estimation du coût unitaire pour un nœud ZigBee[réf. nécessaire] a révélé unprix de Modèle:1.10 par unité dans le cadre d’une production en très grand nombre. Ilfaut ajouter le prix du microcontrôleur qui commande le circuit, ce qui augmentelégèrement le prix. À titre de comparaison, la technologie Bluetooth, lancée en 1998,annonçait à cette époque un prix unitaire de production compris entre 4 et 6 $,maintenant redescendu à moins de 3 $.Sommaire 1 ZigBee par rapport à dautres protocoles sans fil 2 Historique 3 Applications 4 Présentation de la stack ZigBee 5 Routage des messages o 5.1 Routage au niveau réseau o 5.2 Routage au niveau applicatif  5.2.1 Profil  5.2.2 Cluster  5.2.3 Attribut 6 Voir aussi 7 Liens externesZigBee par rapport à dautres protocoles sans fil Comparaison des protocoles Zigbee, Bluetooth et Wi-Fi Caractéristique Zigbee Bluetooth Wi-Fi IEEE 802.15.4 802.15.1 802.11a/b/g/n/n-draft
  2. 2. Besoins mémoire 4-32 ko 250 ko + 1 Mo +Autonomie avec pile Années Mois Heures Nombre de nœuds 65 000+ 7 32Vitesse de transfert 250 kb/s 1 Mb/s 11-54-108-320 Mb/s Portée (environ) 100 m 10 m 300 mHistorique 1998 : Dès l’arrivée des technologies sans fil Wi-Fi et Bluetooth, les premières ébauches de réseaux de type ZigBee firent leur apparition dans le cadre d’applications où les technologies précédentes n’étaient pas utilisables. En particulier, de nombreuses recherches ont été menées sur des réseaux s’organisant automatiquement et composés de petites radios. La technologie Bluetooth a beaucoup inspiré le protocole ZigBee. Mai 2003 : Le standard IEEE 802.15.4 est annoncé (souvent associé à tort au protocole ZigBee). Eté 2003 : Philips semiconductors décide d’abandonner le regroupement autour de ZigBee au sein de la ZigBee Alliance. C’est un coup dur pour le projet qui ne bénéficie plus du soutien de ce grand groupe. Octobre 2004 : La ZigBee Alliance annonce que le nombre d’inscriptions a doublé pour arriver à plus d’une centaine d’entreprises dans 22 pays. 14 décembre 2004 : Ratification des premières spécifications de ZigBee. 13 juin 2005 : La ZigBee Alliance publie les premières spécifications officielles de la version ZigBee 1.0 qui sont désormais disponibles en libre téléchargement.ApplicationsUn XBeeLa spécification initiale de ZigBee propose un protocole lent dont le rayon d’actionest relativement faible, mais dont la fiabilité est assez élevée, le prix de revient faibleet la consommation considérablement réduite.On retrouve donc ce protocole dans des « environnements embarqués » où laconsommation est un critère de sélection. Ainsi, la domotique et les nombreuxcapteurs et télécommandes qu’elle implémente apprécient particulièrement ce
  3. 3. protocole en plein essor et dont la configuration du réseau maillé se faitautomatiquement en fonction de l’ajout ou de la suppression de nœuds. On retrouveaussi ZigBee dans les contrôles industriels, les applications médicales, les détecteursde fumée et d’intrusion et dans la télécommande de la freebox v6.Les nœuds sont conçus pour fonctionner plusieurs mois (jusqu’à dix ans pour les pluséconomes) en autonomie complète grâce à une simple pile alcaline de 1,5 V.Présentation de la stack ZigBeeL’essence même d’un protocole est de donner un cadre de fonctionnement à unecommunication. Ainsi, l’IEEE définit dans le cadre de sa norme IEEE 802.15.4 lecadre de ce protocole pour les couches basses (physique et mac).Il est donc nécessaire d’implémenter les couches de plus haut niveau (réseau etapplicatif dans notre cas) afin que ce modèle soit parfaitement fonctionnel. Lesprotocoles ZigBee peuvent donc fonctionner, en théorie, sur plusieurs supports macmais sont en général présentes pour le média 802.15.4. C’est la ZigBee Alliance quis’occupe de cette partie du protocole en fournissant une stack (ou pile) de référence.Celle-ci est réservée aux membres de l’alliance qui doivent l’implémenter dans leurssolutions.Si l’on désire mettre en place un dispositif pouvant se connecter à un réseau ZigBee, ilfaudra suivre l’un des trois cas suivants : Soit faire partie de la ZigBee Alliance et donc bénéficier de ses apports technologiques, notamment concernant cette stack de communication. Il faut savoir que l’inscription à cette structure coute environ 3 500 $ pour une entreprise. Soit reprendre un produit développé par l’un des membres de la ZigBee Alliance et disposer de la stack, spécifique à ce produit, développée par le constructeur choisi. Soit développer sa propre stack en accord avec les dernières spécifications disponibles. Cela représente bien entendu un travail très important qui doit s’adapter au système (hardware et software) retenu pour mettre en place le dispositif. Si ce développement est effectué à des fins commerciales, il devra être validé par la ZigBee Alliance.Routage des messagesRoutage au niveau réseauAu niveau de la couche réseau, le routage est soit direct, soit indirect.Le routage est direct lorsqu’un dispositif voulant transmettre des données connaîtladresse réseau du destinataire. Cette adresse est donc transmise dans la trame pouratteindre et agir sur le dispositif prévu.
  4. 4. Dans le cas contraire, le routage indirect se fait lorsquun dispositif ne connaît pasladresse du destinataire. Un équipement de type routeur ou coordinateur PAN fait larelation avec le vrai destinataire daprès la table de routage et la table de découvertesdes routes.Un dispositif qui na pas les capacités de routage (ZED) doit router les donnéessuivant le routage hiérarchique (il remonte larbre).La table de routage contient les données sur les destinataires. Il sagit de ladresse dedestination de la route et le prochain dispositif à atteindre pour se « rapprocher » dudestinataire.La table de découverte dune route contient les informations sur les sources dumessage. Elle stocke ladresse dorigine du dispositif qui a fait la demande et ladressedu dispositif qui va transmettre les données en tant quintermédiaire (entre la source etla destination). Elle contient aussi les coûts de transmission entre la source jusquaunœud actuel et du nœud jusquau destinataire. Elle peut donc adapter la route pour êtreplus performante en mettant à jour les adresses à utiliser.Le choix dune route, lorsque plusieurs routeurs en parallèle relaient linformation, sefait par rapport au routeur (ou coordinateur) au niveau du deuxième nœud auminimum. Lors de la demande de création de route, la table va recevoir plusieursdemandes à partir de la même adresse dorigine. Elle va alors comparer les « coûts »de transmission pour choisir le chemin ayant le coût le plus faible.Lalgorithme de routage suggéré par la ZigBee Alliance pour les réseaux maillés estAODV (Ad hoc On-Demand Vector Routing). Cest un protocole de routage dit« réactif » : une route est établie uniquement sur demande. Lavantage est quil necharge pas le trafic.Routage au niveau applicatifLe routage au niveau applicatif se fait grâce à la table de liaison, contenu dans lecoordinateur ou un routeur.Les liaisons permettent de créer des liens logiques entre des dispositifs dapplicationcomplémentaires et des éléments de fins (capteurs). La table de liaison permet aussidassocier à un attribut dun dispositif en entrée plusieurs attributs de dispositifs ensortie ou linverse. La table de liaison est implémentée dans le coordinateur ZigBee.Le choix de ce dispositif vient du fait que le coordinateur ZigBee est nécessaire auréseau. Le second intérêt est, vu que le coordinateur est indispensable au réseau, quildoit être (en général) alimenté par le secteur. Ces deux raisons font que la table deliaison sera toujours accessible.La table de liaison se repose sur trois critères normalisés par la ZigBee Alliance,décrits ci-après : le profil le cluster lattribut
  5. 5. La table de liaison est la couche applicative qui permet de gérer la table de routage etla table de découverte de routes. Cest elle qui va permettre dassocier le relevé duncapteur sur un dispositif à une action spécifique sur un autre dispositif à travers toutesles couches du protocole ZigBee. Cest une façon de simplifier laccès lorsque leréseau contient beaucoup de connexions et de dispositifs : la reconnaissance entre lesdispositifs qui dialoguent se fait par rapport à leurs « familles » (les profils et clusters)et leurs qualités (les attributs) communes.ProfilUn profil permet de créer une application interopérable et distribuée. Il sagit donc dedéfinir des formats de messages et le traitement des actions pour permettre à desdispositifs de demander, transmettre des données et savoir les interpréter.Les profils sont développés par les entreprises pour permettre de répondre à desbesoins spécifiques. Par exemple, le premier profil existant est fait pour gérer leslampes et des interrupteurs (home control lighting). Ce profil permet six typesdéchanges de messages de contrôle.Les profils permettent de créer aussi une norme autour de chaque application pourpermettre linteropérabilité des systèmes.ClusterLes clusters sont associés avec des flots de données entrant ou sortant. Lesidentificateurs de clusters sont uniques dans un profil. Les clusters permettent de lierdeux dispositifs par lassociation dun cluster en entrée et dun cluster en sortie ensupposant quils appartiennent au même profil. En fait deux dispositifs sont liés silspartagent le même besoin (côté récepteur) et la même ressource (côté émetteur). Latable de liaison (binding table) contient pour chaque cluster un identifiant pour ledéfinir (sur 8 bits) et ladresse des deux dispositifs (source et destination).AttributUn attribut définit un capteur ou un actionneur. C’est l’élément qui décrit de façon laplus précise l’utilisation du dispositif (par exemple un capteur de mouvement, unbuzzer, une lampe, etc.).Voir aussi 802.15.4 Internet des objets OCARI Sylvain Cavalier, How to route messages with ZigBee protocol, 2008, LKFJ. SOULIER Baptiste, How to manage a Xbee module configuration from a basic micro-controller : http://dirac.epucfe.eu/projets/wakka.php?wiki=P12AB04/download&file=AN _P12AB04_1.pdf
  6. 6. Liens externes (en) Site officiel de la ZigBee Alliance [masquer]v·d·m Transmission sans filLiaison IrDA · Object ExchangeInfrarouge Bande 868 ZigBee (868 MHz) · Z-Wave (868 MHz) MHz Wibree (2,4-2,5 GHz) · Bluetooth (2,4-2,5 GHz) · Bande 2,4 Wi-Fi (2,4 à 5 GHz) · WiBro (2,4 GHz) · WiMAXLiaison Radio GHz (2 à 11 GHz) · ANT (2,4GHz) · HomeRF (2,4GHz) Wireless Firewire · IBurst · WHDI (5 GHz) · Autres bandes WirelessHDMI · WUSB (3,1 à 10,6 GHz) · WirelessHD (60 GHz)Liaison Optique Li-FiLiaison Satellite Internet par satelliteLiaison Mobile 1G · 2G · 2,5G · 2,75G · 3G · 3,5G · 3,75G · 3,9G · 4G Portail de l’électricité et de l’électronique Portail de l’informatiqueCatégorie : Réseau sans fil| [+]Menu de navigation Créer un compte Connexion Article Discussion Lire Modifier Afficher lhistorique
  7. 7. Accueil Portails thématiques Index alphabétique Article au hasard Contacter WikipédiaContribuer Premiers pas Aide Communauté Modifications récentes Faire un donImprimer / exporterBoîte à outilsAutres langues Česky Deutsch English Español Suomi Hrvatski Bahasa Indonesia Italiano 日本語 한국어 Монгол Nederlands Norsk bokmål Polski Português Русский Svenska Türkçe Українська 中文 Dernière modification de cette page le 26 février 2013 à 22:56. Droit dauteur : les textes sont disponibles sous licence Creative Commons paternité partage à l’identique ; d’autres conditions peuvent s’appliquer. Voyez les conditions d’utilisation pour plus de détails, ainsi que les crédits
  8. 8. graphiques. En cas de réutilisation des textes de cette page, voyez commentciter les auteurs et mentionner la licence.Wikipedia® est une marque déposée de la Wikimedia Foundation, Inc.,organisation de bienfaisance régie par le paragraphe 501(c)(3) du code fiscaldes États-Unis.

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