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Les technologies sans fil pour créer des objets connectés

Les technologies sans fil pour créer des objets connectés

Il existe de très nombreuses technologies sans fil pour créer des objets connectés . Il en existe beaucoup et lorsqu’on débute dans les objets connectés, ce n’est pas toujours évident de s’y retrouver. Lorsqu’on choisi une technologie sans fil, il faut aussi prendre en compte le protocole de communication. Si vous avez la maitrise complète de votre projet, par exemple faire communiquer deux Arduino entre eux, vous pouvez vous contenter d’échanger des paquets par liaison série. Par contre si vous souhaitez intégrer vos objets sur un serveur domotique, il faudra opter pour une librairie qui gère la technologie radio utilisée.

  • WiFi

esp8266 Wemos D1 miniLe WiFi est le choix le plus immédiat surtout depuis que le projet ESP8266 est devenu aussi populaire dans la communauté Arduino. Le WiFi n’a pas été initialement conçu pour développer des objets connectés (la notion même d’objet connecté est arrivée bien après). L’idée initiale était de se débarrasser de câble Ethernet pour pouvoir fabriquer des ordinateurs portables plus sympa à utiliser. La portée du WiFi est également un point limitant. Le WiFi est conçu pour couvrir une habitation. Si vous avez un grand jardin et que vous voulez piloter l’ouverture de votre portail situé à 50 mètres, vous risquez d’avoir des difficultés pour avoir une couverture suffisante et stable. Dans ce cas, vous pouvez augmenter la portée de votre réseau WiFi avec un répéteur. Le WiFi sera également idéal pour réaliser des objets qui doivent interagir avec un service en ligne. Par exemple un anémomètre connecté qui publie ses mesures sur ThingSpeak.

Avantages
Inconvénients
  • Consommation électrique assez élevée (limite la fabrication d’objets sur batterie)
  • Portée limitée. Utilisez un répéteur pour étendre le réseau WiFi
  • Bluetooth

On ne peut pas continuer cet article sans parler du Bluetooth. Le Bluetooth est une technologie de communication à courte distance. La portée du modules Bluetooth est d’environ 9 à 10 mètres en champ libre avec le Bluetooth 4.1. La version 5 promet quatre fois plus de débit et deux fois plus de distance pour une consommation énergétique identique. Plus réactif que le WiFi, le bluetooth est bien adapté pour réaliser des projets de voiture radio commandée, piloter un projet Arduino depuis son smartphone… Il existe de nombreuses appli Android ou iOS pour piloter vos projets depuis votre smartphone sans avoir à se lancer dans un développement :

  • Android :
    • Télécommande Bluetooth pour voiture RC
    • Télécommande d’éclairage
  • iOS
    • Télécommande Adafruit pour piloter les modules de la même marque

Les modules HC-05 et HC-06 sont plus plus courants. La programmation reste assez simple.On peut communiquer par liaison série ou à l’aide des commandes AT.  Contrairement aux modules ESP8266 qui permettent d’exécuter du code Arduino, il faudra ajouter un module Bluetooth à un Arduino ce qui augmente le prix du projet et son encombrement.

Avantages
  • Commandes réactives. Idéal pour réaliser des projets télécommandés
  • Faible consommation
  • Programmation assez simple
Inconvénients
  • Portée limitée (9 à 10 mètres avec la version 4.x)
  • Projet plus couteux (par rapport à un ESP8266)
  • Il faut gérer l’appairage
  • XBee et Zigbee

xbeeLes modules MaxStream XBee est une marque commerciale de la société Digi InternationalIls ont été certifiés par la ZigBee Alliance en 2006 (standard IEEE 802.15.4). Le Zigbee est un cousin du Bluetooth. Alors que le bluetooth est avant tout destiné à un usage grand public ou un seul utilisateur pourra se connecter à un appareil (idéal pour un kit main libre, un casque audio, une télécommande…), le Zigbee permet de créer un réseau d’objets. Le Zigbee n’est pas conçu pour faire transiter beaucoup de données (250kbps maxi.), mais il le fait en consommant très peu et de manière fiable et sécurisée. C’est la raison pour laquelle le Zigbee est beaucoup plus utilisé dans le monde industriel. Les principales caractéristiques des modules XBee sont les suivantes :

  • Fréquence  : 2.4Ghz
  • Portées en champ libre 
    • XBee 1 et 2 : de 10 à  100m
    • XBee Pro : jusqu’à 1000m
  • Débit : 250kbps.
  • Consommation : 3.3V @ 50mA.
  • Entrées/sorties : x6 10-bit ADC input pins, x8 digital IO pins.
  • Sécurité : chiffrement de 128-bits.
  • Communication : via le port série, commandes AT et API.
  • Réseau flexible : supporte les nœuds hors service, intégration facile d’un nouveau nœud.
  • Nombre de nœuds maximum : 65000.
  • Topologies de réseaux possibles : maillé, point à point, point à multipoint.

Le Zigbee est donc très bien adapté aux applications domotiques. Malgré ses nombreux atouts, le XBee n’a pas rencontré le même succès que le WiFi avec les modules ESP8266.

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