Quelle technologie radio pour vos objets connectés ? Première partie

Conseils pour choisir la bonne technologie de communication

L’internet des objets

L’internet des objets – la possibilité pour les objets d’interagir les uns avec les autres – devient une réalité et les applications sont quasiment illimitées.

C’est une révolution qui est rendue possible par l’intégration des dernières technologies sans fil dans un nombre croissant d’objets (étiquettes RFID, capteurs divers, smartphones…).

Ces objets sont en train de devenir de véritables systèmes connectés, utilisant des signaux à des fréquences radio (de quelques MHz à plusieurs GHz), et certains d’entre eux sont même portables ou autonomes en énergie. Ils s’apprêtent à transformer notre vie quotidienne.

Le mouvement DIY

Parallèlement, il y a depuis quelques années une autre tendance dans la société actuelle, le mouvement « DIY » (l’acronyme signifie « Do It Yourself », « faites le vous-même »). Ce mouvement, appelé aussi en anglais les « Makers », trouve des résonances dans tous les domaines, y compris en électronique.

Dans l’électronique, ce mouvement a été catalysé par l’apparition de plateformes électroniques open source (l’open source hardware). Ces plateformes open source (les plus connues étant Raspberry Pi et Arduino) permettent à chacun de créer de nouveaux gadgets électroniques à moindre coût et sans connaissances préalables, souvent en améliorant des exemples fournis pour créer de nouvelles applications. Ainsi aujourd’hui de plus en plus de gens achètent ces cartes électroniques afin de transformer leur idée personnelle en un prototype fonctionnel.

En intégrant les technologies sans fil, ces personnes qui conçoivent des gadgets électroniques à la maison peuvent aussi concevoir leurs propres objets connectés. On peut imaginer par exemple des capteurs sans fil dans la maison ou le jardin, qui permettent de mesurer la température, la lumière, l’humidité, la pollution, et de transmettre ces informations par ondes radios sur un smartphone, une tablette, ou tout autre objet connecté à Internet.

La technologie radio: un choix complexe

Les normes sont en compétition pour devenir le choix principal pour les d’objets connectés, mais pour chaque application, la norme la plus appropriée sera différente. Ce point fera souvent la différence entre le prototype fonctionnel et la solution optimale. De même que vous ne voudriez pas utiliser un haut-parleur pour aborder une femme dans un bar, la technologie de communication sans fil que vous allez utiliser doit correspondre précisément à son utilisation.
Lorsque l’on regarde les technologies sans fil existantes, le choix n’est pas évident, parce que chaque technologie a ses propres avantages et inconvénients.

Lors de la conception d’un objet connecté, les normes radio Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, ANT+, NFC et Z-Wave peuvent être envisagées. Nous allons, pour comparer ces normes, lister les points de comparaison qui sont pertinents pour toutes les applications.
Nous comparerons les technologies ouvertes qui devraient couvrir la plupart des applications: Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth Smart (également nommée Bluetooth Low Energy), Zigbee et NFC. Nous ajouterons ANT + et Z-Wave à la comparaison, car même si ces protocoles sont propriétaires, et plutôt orientés professionnels, ils sont souvent vus comme une bonne alternative à Zigbee ou Bluetooth.

Nous n’allons pas couvrir le cas particulier du Wireless M-Bus, un protocole dédié à la communication RF avec les compteurs d’eau, de gaz, de chaleur et d’électricité. Nous ne parlerons pas non plus des technologies non-radio, basés sur la lumière infrarouge, visible ou les ultrasons qui pourraient également être envisagées pour la connectivité sans fil en fonction de l’application.

Les bonnes questions

« Ce n’est pas la réponse qui éclaire, mais la question. » Eugène Ionesco

Tout d’abord, il faudra répondre aux bonnes questions, ces questions qui seront le point d’entrée principal de la conception de notre système. Quatres questions simples devraient conduire au bon choix de la technologie :

• -Quelle sera la distance maximale entre deux objets communicants ?
• Quelle est la quantité de données à transmettre ?
• Est-ce que les objets feront partie d’un réseau ?
• Quelle devrait être l’autonomie de l’objet ?

Une fois que ces questions auront trouvé une réponse, nous serons en mesure de choisir la meilleure technologie sans fil pour notre application.

Dans la seconde partie, la semaine prochaine…

Nous comparerons la portée, le débit, la topologie de réseau et la consommation d’énergie…