XBee et Zigbee

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. Beaucoup de gens confondent ces deux noms parce qu'ils sont tous deux impliqués dans le réseautage radio et ont «Bee» dans leur nom de marque. Mais ils sont assez différents. Comparons XBee et Zigbee pour mieux comprendre ce qu'ils sont, en quoi ils sont différents et leur relation.
 
Zigbee est un protocole de communication sans fil pour un réseau maillé local sans fil de faible puissance avec une sécurité moderne, basé sur des normes et fonctionnant 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 d'appareils de Digi International. Les modules radio Digi XBee partagent des facteurs de forme communs, une interface hôte standard, des outils et logiciels de prise en charge et un groupe de protocoles parmi lesquels choisir, notamment Wi-Fi, LTE cellulaire, DigiMesh ® et Zigbee . Par conséquent, il existe des modules XBee exécutant le protocole Zigbee, mais tous les XBee ne sont pas Zigbee, ou vice versa.

Présentation de Zigbee

Logo Zigbee
Le protocole Zigbee est une norme, de la même manière que Bluetooth est une norme. Tout appareil du fabricant qui prend entièrement en charge Zigbee peut communiquer avec les appareils Zigbee de toute autre société. Ainsi, tout comme un casque Bluetooth Beats fabriqué par Apple peut se connecter à un smartphone Galaxy fabriqué par Samsung, tout interrupteur d'éclairage Zigbee de GE peut communiquer avec les lampes Zigbee de Phillips, ou avec tout autre appareil certifié Zigbee.
 
Comment cela marche-t-il? Eh bien, tout comme un bon gâteau, les protocoles réseau robustes sont une question de couches. Chaque couche ajoute des caractéristiques et des fonctionnalités avec suffisamment d'indépendance pour que les changements d'implémentation dans une couche ne nécessitent aucune modification dans aucune des autres. Zigbee est une couche de protocole qui définit des éléments de réseau sans fil, comme comment démarrer un réseau, effectuer des résolutions d'adresses et acheminer des paquets. Il spécifie également comment mettre en œuvre certaines applications, avec des moyens prédéfinis de communication sur des choses telles que le contrôle de l'éclairage, la gestion de systèmes énergétiques intelligents ou la surveillance de l'environnement.

La couche sous Zigbee prenant en charge ses fonctionnalités avancées est appelée 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 802.15.4 directement dans sa forme native.
 
Zigbee lui-même ajoute trois fonctionnalités importantes :
  1. 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.
  2. Création de réseau 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 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 :
  1. Coordinateur - Cette radio est responsable de la formation du réseau, de la distribution des adresses et de la gestion des autres fonctions qui définissent le réseau, le sécurisent et le maintiennent en bon état. 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 des informations d'itinéraire. Le routage signifie agir comme un 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 a généralement plusieurs radios routeurs.
  3. Périphérique final - Les périphériques finaux sont essentiellement des versions simplifiées d'un routeur. Ils peuvent rejoindre des réseaux et envoyer et recevoir des informations, mais c'est à peu près tout. Ils n'agissent pas comme des messagers entre d'autres appareils, ils peuvent donc utiliser du matériel moins coûteux et s'éteindre par intermittence, économisant ainsi de l'énergie en passant temporairement en mode veille sans réponse. Les appareils finaux ont toujours besoin d'un routeur ou du coordinateur pour être leur appareil parent pour les aider à rejoindre le réseau et pour stocker les messages lorsqu'ils sont endormis. Les réseaux Zigbee peuvent avoir n'importe quel nombre de terminaux.

Zigbee sur XBee

Produits XBee Zigbee

Zigbee est un protocole partagé, donc des puces et des modules sont disponibles auprès de nombreux fabricants. Cette normalisation est 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, une avec la plus haute qualité d'ingénierie et qui est entièrement certifiée par la Zigbee Alliance pour l'interopérabilité. Ces bases essentielles ne sont que la base.

Une interface hôte standardisée favorise une configuration, un contrôle et des communications rapides et faciles à comprendre. L'utilisateur peut choisir entre de simples commandes AT lisibles par l'homme ou une API structurée qui implémente des interactions machine à machine à toute épreuve. Un assortiment de facteurs de forme de module signifie que Digi XBee peut s'insérer dans des prises temporaires ou être soudé en permanence sur des PCB. Ces facteurs de forme standard incluent une taille Micro extrêmement petite qui intègre la puissance de XBee dans un module pas plus gros qu'un ongle.

Digi étend son cadre de sécurité TrustFence® sur les modules, y compris le démarrage sécurisé, l'identité sécurisée et la confidentialité. Chaque module est programmable par l'utilisateur, de sorte que la logique d'application, l'entrée de capteur, la gestion de l'alimentation et bien plus encore sont prises en charge sans avoir besoin de microcontrôleurs supplémentaires. Enfin, il y a la puissance de l'écosystème Digi XBee. Si une partie du projet doit être déplacée vers un protocole de communication différent à l'avenir, il n'est pas nécessaire de modifier les empreintes de module, les facteurs de forme, les interfaces hôtes ou les programmes intégrés. Cela rend le changement entre les normes un jeu d'enfant.

Examinons de plus près la gamme Digi XBee pour comprendre comment cela se produit.

Présentation de XBee

Les modules de radiofréquence (RF) XBee sont produits par Digi International Inc. Ces modules facilitent et économisent le déploiement de la technologie sans fil dans les appareils électroniques, en particulier ceux utilisés sur les réseaux d'appareils pour les villes intelligentes, l'agriculture de précision, l'automatisation industrielle, les réseaux de capteurs, dispositifs médicaux et applications de suivi des actifs.

 

Un écosystème complet

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

L’ écosystème Digi XBee offre aux développeurs d'appareils une gamme complète de solutions de mise en réseau à déploiement rapide pour la communication sans fil entre les appareils, les adaptateurs et les passerelles. Une prise vous permet de vous connecter à des réseaux d'appareils dans le monde entier. Vous pouvez pérenniser votre conception et savoir que vous serez couvert pour les nouvelles technologies sans fil à mesure qu'elles émergent.

Voici quelques fonctionnalités clés des modules Digi XBee en un coup d’œil :
  • 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 prennent en charge un langage de commande et une interface de communication communs, de sorte que la commutation entre les protocoles est facile et peut souvent être effectuée sans aucun changement physique ou logique. Cette flexibilité réduit 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 modules Digi XBee sont pré-certifiés dans plusieurs régions, ce qui permet aux développeurs d'accéder rapidement au marché à moindre coût.
  • Les appareils Digi XBee peuvent être surveillés, gérés et mis à jour avec Digi Remote Manager ®, qui permet 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: le XBee de nouvelle génération

S'appuyant sur une technologie embarquée de pointe, la série Digi XBee 3 offre une liberté de conception supplémentaire avec des fonctionnalités faciles à ajouter et une connectivité sans fil flexible. Les modules Digi XBee 3 offrent des avantages dans toutes les classes - taille, poids et puissance.

Le facteur de forme Micro est idéal pour les applications compactes et portables. Grâce à la programmabilité améliorée MicroPython, il est facile de faire des calculs aux extrémités du réseau, qu'il s'agisse de traiter les informations des capteurs, de réduire la consommation d'énergie ou même d'utiliser le Digi XBee 3 comme processeur principal de l'appareil.

L'architecture du module Digi XBee 3 peut rapidement activer et faire évoluer la connectivité sans fil avec une large compatibilité. L'interface hôte Digi XBee standard a été préservée pour prendre en charge la rétrocompatibilité, avec SPI et d'autres améliorations ajoutées pour une flexibilité supplémentaire.
 
La chaîne d'outils de Digi, composée d’un matériel robuste, de micrologiciels éprouvés, de la possibilité de mises à jour et de gestion à distance, crée un système sur lequel vous pouvez compter. Le cadre de sécurité, l'identité et les fonctionnalités de confidentialité des données Digi TrustFence sont intégrés aux modules Digi XBee3. TrustFence utilise plus de 175 contrôles pour se protéger contre les cybermenaces nouvelles et évolutives. Les modules Digi XBee 3 offrent une connectivité compacte qui permet de réduire les coûts, d’accélérer la mise sur le marché et de prolonger les cycles de vie des produits.

Outils Digi XBee

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, favorisant un développement plus rapide 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 cloud qui augmentent la valeur des modules Digi XBee. Voici une introduction à la suite Digi XBee Tools.

 

 

Outils de développement

Les bibliothèques de code officielles 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 XCTU® 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

Une fois le développement initial terminé, les modules peuvent être configurés en masse à l'aide de l' outil Digi XBee Multi Programmer . Les opérateurs peuvent programmer jusqu'à six modules simultanément sur chaque appareil, avec des journaux produits pour créer une trace papier de fabrication. Des multi-programmeurs supplémentaires peuvent être connectés 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

Gestionnaire à distance Digi

Une fois tout 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 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 appareils Zigbee peuvent fonctionner ensemble pour effectuer des tâches d'application et partager des données sans se soucier de qui a fabriqué l'appareil à l'origine.
 
La marque de modules radio XBee de Digi crée 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, des programmes d'approvisionnement et de test. Chaque Digi XBee est fiable, sécurisé et conçu pour un retour sur investissement, 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 : 

  1. Région : pays ou pays où l'appareil sera déployé, en tenant compte de la fréquence et de la puissance maximale. 
  2. Topologie : combien d’appareils doivent communiquer entre eux et quelle est leur disposition physique.
  3. Débit : combien de données doivent circuler sur le réseau et à quelle fréquence seront-elles transmises ?
  4. Protocole : avez-vous besoin de vous connecter avec d'autres fournisseurs dans un standard ouvert, ou un réseau propriétaire fermé sera-t-il approprié ?
  5. Spécifications : consommation d'énergie, facteur de forme, etc. Avez-vous besoin de nœuds dormants ? Avez-vous besoin de prendre en compte la durée de vie ou l'espace de la batterie ?
  6. Emplacement : à quelle distance sont vos appareils ? Quelle est la situation générale du bruit radio ? Y a-t-il des obstacles à la transmission ? Y aura-t-il des températures extrêmes ou d'autres considérations uniques ?

Notre équipe est à votre disposition pour vous conseiller dans le choix d’un module.


*Source: Digi International

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