La confusion est souvent faite entre les modules XBee et le protocole Zigbee, il est souvent fait référence au module Zigbee, en pensant au module XBee. Or ce dernier supporte effectivement le protocole Zigbee, mais pas seulement :
XBee® et Zigbee® partagent plusieurs points communs. 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 Zigbee Alliance. De nombreuses personnes confondent ces deux noms parce qu’ils sont tous deux liés aux réseaux radio et qu’ils contiennent le mot « Bee » dans leur marque. Mais ils sont assez 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 conçu pour les réseaux maillés locaux de faible puissance avec une sécurité moderne. Basé sur des normes, il fonctionne sur des fréquences mondiales. Zigbee est couramment utilisé dans la domotique, l’énergie intelligente, la détection sans fil et l’automatisation industrielle.
XBee est un nom de marque qui désigne une famille de dispositifs de Digi International. Les modules radio XBee de Digi partagent des facteurs de forme communs, une interface hôte standard, des outils et des logiciels de prise en charge, ainsi qu’un groupe de protocoles à sélectionner, notamment Wi-Fi, LTE cellulaire, DigiMesh® et Zigbee. Il existe donc des modules XBee utilisant le protocole Zigbee, mais tous les XBee ne sont pas des Zigbee, et vice versa.
Présentation de Zigbee
Le protocole Zigbee est une norme, tout comme Bluetooth. Tout appareil d’un fabricant qui prend entièrement en charge le protocole Zigbee peut communiquer avec les appareils Zigbee d’autres entreprises. Ainsi, un interrupteur d’éclairage Zigbee de G.E. peut communiquer avec des lampes Zigbee de Phillips, ou avec tout autre appareil certifié Zigbee, de la même manière qu’un casque Bluetooth Beats fabriqué par Apple peut se connecter à un smartphone Galaxy fabriqué par Samsung.
Comment cela fonctionne-t-il ? À l’instar d’un bon gâteau, les protocoles de réseau robustes sont constitués de plusieurs couches. Chaque couche ajoute des caractéristiques et des fonctionnalités avec suffisamment d’indépendance pour que les changements dans une couche n’entraînent pas de changements dans les autres. Zigbee est une couche de protocole qui définit des éléments de réseau sans fil, comme la manière de démarrer un réseau, d’effectuer des résolutions d’adresses et d’acheminer des paquets. Il spécifie également comment mettre en œuvre certaines applications, incluant des moyens prédéfinis de communication pour des choses telles que le contrôle de l’éclairage, la gestion de 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 d’IEEE 802.15.4. Cet ensemble de normes définit la manière d’utiliser le spectre radioélectrique et de nombreuses autres opérations pour favoriser des transmissions fiables. Les modules radio 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 fonctionnalités importantes :
- Routage maillé – utilise des tables de routage qui définissent comment une radio peut transmettre des messages à une série d’autres radios le long du chemin vers leur destination finale.
- Création de réseau ad hoc – un processus automatisé qui crée un réseau entier de radios à la volée, sans aucune intervention humaine.
- Maillage auto-réparateur – un processus qui détecte automatiquement si une ou plusieurs radios sont absentes du réseau et reconfigure le réseau pour réparer les itinéraires interrompus.
Chaque réseau Zigbee attribue différents rôles aux modules radio ou nœuds. Ceux-ci inclus :
- Coordinateur – Cette radio forme le réseau, distribue les adresses et gère les autres fonctions qui définissent, sécurisent et maintiennent le réseau en bon état. Chaque réseau doit être formé par un coordinateur, et il n’y a jamais plus d’un coordinateur par réseau.
- Routeur – Un routeur est un nœud Zigbee complet. Il peut rejoindre des réseaux existants, envoyer et recevoir des informations, et acheminer des données. Le routage consiste à servir de messager pour les communications entre des appareils trop éloignés pour transmettre des informations directement. Les routeurs sont généralement branchés sur une prise électrique car ils doivent être allumés en permanence. Un réseau Zigbee comporte généralement plusieurs routeurs radio.
- Périphérique final – Les périphériques finaux sont des versions simplifiées d’un routeur. Ils peuvent rejoindre des réseaux et envoyer et recevoir des informations, mais ils ne jouent pas le rôle de messagers entre d’autres appareils. Cela leur permet d’utiliser du matériel moins coûteux et de s’éteindre par intermittence, économisant ainsi de l’énergie en passant temporairement en mode veille. Les périphériques finaux ont toujours besoin d’un routeur ou d’un coordinateur, qui est leur périphérique parent, pour les aider à rejoindre le réseau et pour stocker les messages lorsqu’ils sont en veille. Les réseaux Zigbee peuvent avoir un nombre quelconque de dispositifs finaux.
Zigbee sur XBee
Zigbee est un protocole partagé, donc de nombreux fabricants proposent des puces et des modules. Cette normalisation constitue un élément clé de sa valeur.
Qu’est-ce qui rend Zigbee sur Digi XBee spécial ?
Tout d’abord, Digi a créé une excellente implémentation, avec une ingénierie de la plus haute qualité, entièrement certifiée par la Zigbee Alliance pour l’interopérabilité. Ces bases essentielles ne sont que le début.
Une interface hôte standardisée favorise une configuration, un contrôle et des communications rapides et faciles à comprendre. Vous pouvez choisir entre des commandes AT simples et lisibles par l’homme ou une API structurée qui met en œuvre des interactions machine-machine solides. Avec un assortiment de facteurs de forme de modules, Digi XBee peut s’adapter à des prises temporaires ou être soudé de façon permanente sur des PCB. Ces facteurs de forme standard incluent une taille Micro extrêmement petite qui concentre la puissance de XBee dans un module aussi petit qu’un ongle.
Digi applique son cadre de sécurité Digi TrustFence® sur les modules, incluant le démarrage sécurisé, l’identité sécurisée et la confidentialité. Chaque module est programmable par l’utilisateur, permettant de gérer la logique d’application, l’entrée de capteur, la gestion de l’alimentation, et d’autres éléments sans nécessiter de microcontrôleurs supplémentaires. Enfin, il y a la puissance de l’écosystème Digi XBee. Si une partie du projet doit passer à un protocole de communication différent à l’avenir, il n’est pas nécessaire de modifier les empreintes des modules, les facteurs de forme, les interfaces hôtes ou les programmes intégrés. Passer d’une norme à l’autre devient alors un jeu d’enfant.
Présentation de XBee
Digi International Inc. produit les modules de radiofréquence (RF) XBee. Ces modules facilitent et rendent rentable le déploiement de la technologie sans fil dans les appareils électroniques, notamment ceux utilisés dans les réseaux d’appareils pour les villes intelligentes, l’agriculture de précision, l’automatisation industrielle, les réseaux de capteurs, les appareils médicaux et les applications de suivi des actifs.
Un écosystème complet
Digi XBee fait partie d’un système complet de modules sans fil programmables et précertifiés, ainsi que de passerelles, d’adaptateurs et de logiciels. Ils sont tous conçus pour accélérer le développement sans fil en vue de déploiements à l’échelle mondiale.
L’écosystème Digi XBee offre aux développeurs d’appareils une gamme complète de solutions de réseau » drop-in » rapidement déployables pour la communication sans fil entre les appareils, les adaptateurs et les passerelles. Une seule prise vous permet de vous connecter à des réseaux d’appareils dans le monde entier. Vous pouvez assurer l’avenir de votre conception et savoir que vous serez couvert par les nouvelles technologies sans fil au fur et à mesure de leur apparition.
Voici un aperçu des principales caractéristiques des modules Digi XBee :
- Les modules 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, Cellular LTE Cat 1, LTE-M et NB-IoT.
- Tous les modules Digi XBee utilisent un langage de commande et une interface de communication communs, ce qui facilite la commutation entre les protocoles et permet souvent de le faire sans aucun changement physique ou logique. Cette flexibilité vous 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 de broches commune et sont disponibles dans des empreintes compatibles. Les modules Digi XBee sont disponibles en trois facteurs de forme : traversant, montage en surface et montage en surface Micro, chacun avec un choix d’options d’antenne.
- Les développeurs peuvent accéder rapidement au marché à moindre coût grâce aux modules Digi XBee, pré-certifiés dans plusieurs régions.
- Vous pouvez surveiller, gérer et mettre à jour les appareils Digi XBee avec Digi Remote Manager®, permettant des mises à jour de micrologiciel en masse, l’automatisation, les alertes et les rapports à partir d’un tableau de bord.
Digi XBee 3: La nouvelle génération XBee
La série Digi XBee 3, basée sur une technologie embarquée de pointe, offre une plus grande liberté de conception avec des fonctionnalités faciles à ajouter et une connectivité sans fil flexible. Les modules Digi XBee 3 présentent des avantages en termes de taille, de poids et de puissance.
Le facteur de forme Micro est idéal pour les applications compactes et portables. Grâce à la programmabilité améliorée MicroPython, vous pouvez facilement effectuer des calculs aux extrémités du réseau, traiter les informations des capteurs, réduire la consommation d’énergie, ou même utiliser le Digi XBee 3 comme processeur principal de l’appareil.
L’architecture du module Digi XBee 3 active et étend rapidement la connectivité sans fil avec une large compatibilité. De plus, nous avons conservé l’interface hôte standard Digi XBee pour assurer la rétrocompatibilité et ajouté SPI ainsi que d’autres améliorations pour offrir davantage de flexibilité.
Par ailleurs, la chaîne d’outils de Digi, composée de matériel robuste, de micrologiciels éprouvés, et offrant la possibilité de mises à jour et de gestion à distance, crée un système fiable. En outre, nous avons intégré le cadre de sécurité, l’identité et les fonctionnalités de confidentialité des données Digi TrustFence aux modules Digi XBee 3. En effet, TrustFence utilise plus de 175 contrôles pour se protéger contre les cybermenaces nouvelles et évolutives. Enfin, les modules Digi XBee 3 offrent une connectivité compacte qui réduit les coûts, accélère la mise sur le marché et prolonge les cycles de vie des produits.
Outils Digi XBee
Les développeurs XBee ont accès à Digi XBee Tools, un ensemble d’outils qui prend en charge l’ensemble du cycle de vie du produit et favorise un développement plus rapide à moindre coût. Des logiciels, du matériel et des systèmes cloud activent et guident chaque étape, du développement initial à la gestion du système déployé, augmentant ainsi la valeur des modules Digi XBee.
Outils de développement
Des bibliothèques officielles de code Digi XBee sont disponibles pour ARMmbed, ANSI-C, Java, Python et MicroPython, ainsi qu’un SDK mobile complet pour le développement Bluetooth.
Il existe également des bibliothèques tierces à utiliser avec Arduino et Node.
L’application de configuration Digi XBee Studio® pour Windows, MacOS et Linux fournit une interface GUI à vos appareils et à leurs réseaux, y compris des outils pour les tests de portée, l’analyse du spectre, l’accès à la console, les mises à jour du micrologiciel, etc. Digi fournit également une gamme complète de cartes de développement XBIB pour l’évaluation des modules et la création de preuves de concepts. Ces cartes peuvent être étendues avec des cartes filles pour fournir des capteurs supplémentaires ou des entrées comme le GPS.
Les clients peuvent concevoir leurs propres cartes filles selon leurs besoins.
Outils de fabrication
Après avoir terminé le développement initial, les modules peuvent être configurés en masse à l’aide de l’ outil Digi XBee Multi Programmer . Les opérateurs programment jusqu’à six modules en même temps sur chaque appareil, produisant des journaux pour créer une trace papier de fabrication. Connectez des multi-programmeurs supplémentaires pour augmenter encore le nombre de modules configurés simultanément.
Outils de déploiement
Lorsque vous êtes prêt à déployer des appareils sur le terrain, le Digi XBee Network Assistant peut découvrir les appareils sur un réseau, visualiser ce réseau sur une carte, tester la force du réseau et effectuer des mises à jour de micrologiciel par lots afin que les modules exécutent toujours le meilleur code. L’ adaptateur USB Digi XBee 3 facilite les tests avec une simple clé USB suffisamment robuste pour une utilisation sur le terrain tout en se comportant de manière identique à un module Digi XBee normal. Enfin, l’application mobile Digi XBee pour iOS ou Android vous permet de configurer et de gérer un réseau de radios Digi XBee 3 directement depuis votre appareil mobile via Bluetooth. Les passerelles Digi fournissent un accès direct au protocole IP à partir des réseaux locaux ou via cellulaire pour la gestion à distance.
Outils de gestion et d’évolutivité
Une fois l’ensemble déployé, les gestionnaires de réseau peuvent contrôler leurs systèmes Digi XBee directement depuis leur bureau à l’aide de 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 IoT de garder un œil sur l’ensemble de leur système, même lorsqu’il atteint des milliers d’appareils ou plus.
Zigbee est un protocole formidable pour de nombreux systèmes de détection et d’automatisation de zone locale. C’est pourquoi nous avons été l’un des premiers à le prendre en charge sur la plate-forme Digi XBee. Comme il s’agit d’une norme prise en charge par de nombreux fabricants certifiés, les appareils Zigbee fonctionnent ensemble pour exécuter des tâches d’application et partager des données, indépendamment du fabricant de l’appareil.
Les modules radio de la marque XBee de Digi créent un écosystème complet de développement et de communication qui accélère la mise sur le marché tout en réduisant les coûts. Il inclut Zigbee pour ses nombreuses fonctionnalités intéressantes, 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 Zigbee ne peut fournir. Digi XBee offre une interface standard, une programmabilité, une configuration à distance, de nombreuses options d’antenne, des communications hôte UART ou SPI, un écosystème complet d’adaptateurs, des bibliothèques de codes, des programmes de configuration, ainsi que des programmes d’approvisionnement et de test. Chaque Digi XBee est fiable, sécurisé et conçu pour un retour sur investissement optimal, ce qui en fait le meilleur choix pour une solution matérielle/micrologicielle complète.
Comment choisir le bon module XBee pour votre application
Besoin d’aide pour choisir le module Digi XBee adéquat ? Considérez ce qui suit :
- Région : Identifiez le ou les pays où vous déploierez le dispositif, en tenant compte de la fréquence et de la puissance maximale.
- Topologie : Déterminez quels appareils doivent communiquer entre eux et quelle est leur disposition physique.
- Débit : Évaluez la quantité de données qui doit traverser le réseau et la fréquence à laquelle elles seront transmises.
- Protocole : Décidez si vous avez besoin de vous connecter avec d’autres fournisseurs dans un standard ouvert ou si un réseau propriétaire fermé sera approprié.
- Spécifications : consommation d’énergie, facteur de forme, etc. Avez-vous besoin de nœuds dormants ? Faut-il tenir compte de l’autonomie de la batterie ou de l’encombrement ?
- Emplacement : Quelle est la distance entre vos appareils ? Quelle est la situation générale en matière de bruit radio ? Existe-t-il des obstacles à la transmission ? Y aura-t-il des températures extrêmes ou d’autres considérations particulières ?
Notre équipe est à votre disposition pour vous conseiller dans le choix d’un module.
*Source: Digi International