Beaucoup moins connu que Bluetooth, ZigBee est un standard mondial de radiofréquence permettant la communication de machine à machine avec une très faible consommation d'énergie, ce qui la rend particulièrement adaptée pour les petits appareils électroniques.

Principe

La technologie ZigBee opère sur la bande de fréquences 2,4 GHz et sur 16 canaux, ce qui permet d'obtenir des débits pouvant atteindre 250 Kb/s avec une portée maximale de 100 mètres environ. Zigbee est le prolongement de la norme HomeRF (Home Radio Frequency) lancée en 1998 mais elle a, depuis,  été dépassée par le Wi-Fi. De nombreux industriels comme Honeywell, Legrand, Mitsubishi, Philips, Samsung ou Schneider Electric sont partie prenante dans l'élaboration et la diffusion de la norme. Tous sont membres de l’Alliance ZigBee qui promeut cette technologie. Ses caractéristiques principales sont son interopérabilité et son utilisation mondiale. Les couches de protocole sont très simpleset consomment donc peude ressources.

Il existe 3 types d’objets dans un réseau Zigbee. Le« end-device » qui  un objet simple du réseau avec sa propre fonctionnalité. Le « routeur », qui peut en plus transmettre un message reçu à un autre objet. Et le « coordinateur » qui est le chef d’orchestre du réseau. Lorsqu’un objet est mis sous tension, il recherche un « coordinateur » avec lequel il va s’appairer. La reconnexion de nœuds se fait en quelques secondes.

Un objet est une sorte de commode, dans laquelle il peut y avoir plusieurs dizaines de tiroirs numérotés (sub-units). Dans chaque tiroir se trouvent un ou plusieurs coffrets, eux aussi, numérotés (clusters). Enfin, dans chaque coffret, se trouvent des petites cases numérotées (attributs). Chacune de ces cases contient une simple valeur : un nombre ou un texte, une température ou un degré d’humidité par exemple.

Fiabilité, sécurité et faible consommation

Cette technologie transfère lentement les informations mais elle transporte des petits paquets de données au travers de vastes réseaux. Théoriquement, Zigbee peut supporter jusqu'à 65.000 nœuds. Les nœuds sont conçus pour fonctionner plusieurs mois (jusqu’à dix ans pour les moins consommant) en autonomie complète grâce à une simple pile alcaline de 1,5 V.

Grâce à sa cryptographie intrinsèque, Zigbee est très sécurisée et peut être utilisée dans les domaines de la sécurité, de la santé ou de l'environnement pour remplir des fonctions de surveillance, de suivi en temps réel et de géolocalisation. On la retrouve même dans des opérations de traçabilité. Il convient également pour le déploiement d’un réseau pour l’acquisition de données (data acquisition) et le contrôle et la remontée d’alarmes des équipements fixes et mobiles.

Tout naturellement, les capteurs et détecteurs ont très vite adopté Zigbee car elle consomme très peu d’énergie et est très utile pour les systèmes autonomes dont la batterie doit être changée. De plus, Zigbee est relativement économique. Ce protocole se retrouve dans les systèmes embarqués où la consommation est LE critère discriminant. Ainsi, le « SmartHome » (interrupteurs, capteurs, détecteurs et télécommandes) apprécie particulièrement ce protocole et dont la configuration du réseau maillée se fait automatiquement en fonction de l’ajout ou de la suppression de nœuds.

Type de réseau Zigbee

ZigBee permet la mise en place d’un réseau maillé ou mesh, évolutif et autoréparable.
Dans un réseau maillé, tous les composants peuvent parler directement entre eux, pour peu qu’il n’y ait pas un éloignement trop grand ou des obstacles diminuant la portée. Dans un réseau en étoile, les composants doivent passer par un élément central, c’est le cas pour les « end-devices » vis-à-vis des « routeurs » ou du « coordinateur ».

Les futures applications Zigbee

Contrairement à d’autres technologies comme EnOcean (voir article paru sur Agora-blog) qui se limite au secteur du bâtiment, les possibilités de Zigbee sont plus grandes. De nombreuses expériences sont testées.
Selon une étude de « Transportation Alternatives » appliquée aux rues de New York, entre 30 et 45% du trafic serait généré chaque jour par des personnes qui recherchent un emplacement libre pour garer leur voiture (*Source: http://www.internetactu.net). Il est alors envisager de déployer le plus grand réseau « Mesh » sans fil en installant des capteurs pour détecter l’utilisation des places de parking dans la ville et en indiquant la disponibilité des places (libres ou occupées) ainsi que le volume et la vitesse du trafic qui passe à proximité. Ceci permet de fluidifier la circulation et de gagner du temps pour le stationnement. On peut imaginer également un service aux voyageurs qui leurs permette d’accéder en temps réel aux horaires de passage des transports en commun, à distance avant d’arriver à l’arrêt.