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PrésentationIngénieur InfoTronique 2006ODALID société créée en 2009ODALID conçoit, développe et commercialise des systèmes...
Quest ce quun système de communication sans fils ?
Les différents types de        réseaux
Les différents types de réseaux• PAN : Personal Area Network~ quelques mètres autour de lusagerEx : Bluetooth, IrDA   HAN...
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IrDA : Hardware Design
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Bluetooth    Ordinateur    Souris ;    Claviers ;    Manette de jeux vidéo ;    Téléphone portable ;    Kit mains li...
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Bluetooth : Fonctionnement ?                                  Inter-réseau Bluetooth                   (scatternet) plusi...
Bluetooth : Hardware ?    Carte électronique qui réalise la conversion entre une interface    Serie (usb, UART etc)
Bluetooth : Hardware ?    Les antennes
Bluetooth : Principe    Firmware ?
Couche matérielle                    La bande de base (baseband)    Chaque périphérique dispose dune adresse (Bluetooth D...
Couche matérielle
Couche logicielleLe contrôleur de liaisons (LC)    encode et décode les paquets bluetooth selon la charge utile et les    ...
Couche logicielleSDP : signifie « Service Discovery Protocol ». Ce protocole permet à  un appareil Bluetooth de rechercher...
Avantages    Faible coût initial ;    Synchronisation des réseaux ad hoc ;    Puce radio de faible puissance ;    Angl...
Zigbee    Distance de communication relativement faible,    fiabilité est assez élevée,    le prix de revient faible, ...
ZigbeeAinsi, la domotique et les nombreux capteurs et télécommandes   qu’elle implémente apprécie particulièrement ce prot...
ZigbeeIEEE 802.15.4Trois fréquences de communication2.4 GHz (channels 11-26) 250 kbps915 MHz (channels 1-10) 40 kbps868 MH...
Zigbee
STAR NETWORKCONFIGURATION
CLUSTER TREE TOPOLOGY
MESH NETWORK
MESH NETWORK
Protocole
Protocole
Zigbee : Hardware
Zigbee : Caractéristiques
Synthèse             Bluetooth    IrDA       Zigbee   IEE        802.15.1               802.15.4Autonomie      Mois      A...
Merci de votre attention !                  ODALID – PAST ESIREM                       Vincent Thivent                Tél ...
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ESIREM - CM1 Les systèmes de communication sans fils : Les réseaux personnels : Bluetooth, IrDA et Zigbee, etc...

  1. 1. Les systèmes de communication sans fils CM1 Les réseaux personnels : Bluetooth, IrDA, Zigbee, etc...
  2. 2. PrésentationIngénieur InfoTronique 2006ODALID société créée en 2009ODALID conçoit, développe et commercialise des systèmes novateurs RFID, NFC et contactless.http://odalid.com
  3. 3. Quest ce quun système de communication sans fils ?
  4. 4. Les différents types de réseaux
  5. 5. Les différents types de réseaux• PAN : Personal Area Network~ quelques mètres autour de lusagerEx : Bluetooth, IrDA HAN : Home Area Network~ 10 mètres autour dune station relaisEx : Zigbee, Home RF• LAN : Local Area Network (WLAN pour Wireless)~ quelques dizaines de mètres, centaines de mètresEx : DECT, IEEE 802.11• WAN : Wide Area Network~ quelques centaines / milliers de kmEx : GSM, GPRS, UMTS, CDMA, Satellites
  6. 6. Infrarouge IrDA  Réseau différent des autres réseaux Longueur donde entre 850 – 900nm (en général 870 nm) Contrainte : visibilité directe (exemple télécommande TV)
  7. 7. IrDA : Comment ça marche ? Réseau personnel : très courte portée ~ 1 mètre Hauts débits : jusqu’à 4 Mbit/s Faible coût, large diffusion dans tous les périphériques• Création dun standard : Infrared Data Association (IrDA)
  8. 8. IrDA : Comment ça marche ?  Faible consommation → fonctionnement sur batterie• IrDA Standard Controller
  9. 9. IrDA : Comment ça marche ?Transeiver Optic composer dune LED et d une photo DIODE pour une communication bidirectionnelCommunication half-duplex
  10. 10. IrDA : Comment ça marche ?Qualité de la transmission va dépendre de la qualité de la diode émettrice
  11. 11. IrDA : Comment ça marche ?• Deux périphériques doivent prendre chacun un rôle (couches basses uniquement) : • Primary station CLIENT : initie la communication par une« command frame» et contrôle le flux entre les deux équipements • Secondary station SERVER : ne répond que lorsqu’on l’interroge• Personne ne transmet plus de 500ms
  12. 12. IrDA : Hardware Design
  13. 13. IrDA : Software Design Driver : Interface entre microcontrôleur et la stack Framer : Prépare la couche IrLAP pour la transmission donnée (modulation, octet de contrôle) IrLAP (Infrared Link Access Protocol) : effectue le transfert de données entre périphériques IrLMP (Link Management Protocol) : Multiplexage et couche pour la découverte réseau TinyTP : Contrôle de flux sur les connexions IrLMP
  14. 14. IrDA : Software DesignCLIENT SERVERInitialise la Stack Initialise la StackRecherche communication avec While() le server Attente que le client soitWhile() connecté Échange de donné Échange de donné Close communication Close communication
  15. 15. Le nom « Bluetooth » est directement inspiré du roi danois Harald Iersurnommé Harald Blatand (« homme à la dent bleue »),Le logo de Bluetooth, est dailleurs inspiré des initiales en alphabet runique du Futhark récent de Harald Blatand : (Hagall) ( ᚼ et ) (Bjarkan) (ᛒ).Le bluetooth a été conçu pour remplacer les câbles entre lordinateur et ses périphériques.Aujourdhui Bluetooth tente dunifier lensemble des constructeurs et leurs appareils électroniques grâce à un nouveau standard de communication sans fil.
  16. 16. Bluetooth Ordinateur Souris ; Claviers ; Manette de jeux vidéo ; Téléphone portable ; Kit mains libre ; …
  17. 17. Bluetooth : Fonctionnement ?  Protocole de communication à 2,402Ghz - > 2,48Ghz sur 79 canaux chaque canal est séparé d1 Mhz norme IEEE 802.15.1  Débit 1 Mbit/s low power (30 mA connected, < 10 mA sniff mode)  Avec une puissance de communication Classe Puissance Portée 1 100 mW 100 m (20dBm) 2 2,5mW (4 10 à 20 m dBm) 3 1mW (0dBm) Quelques mètre Principalement utilisé en classe 2
  18. 18. Bluetooth : Fonctionnement ? Pico réseau (piconet) mini réseaux qui se créent de façon automatique entre les périphériques. 1 maitre peut administrer  7 esclaves « actifs »  255 esclaves  « parked »
  19. 19. Bluetooth : Fonctionnement ?  Inter-réseau Bluetooth (scatternet) plusieurs esclaves  Les périphériques « esclaves » peuvent avoir plusieurs « maîtres » => les différents piconets peuvent donc être reliés entre eux
  20. 20. Bluetooth : Hardware ? Carte électronique qui réalise la conversion entre une interface Serie (usb, UART etc)
  21. 21. Bluetooth : Hardware ? Les antennes
  22. 22. Bluetooth : Principe Firmware ?
  23. 23. Couche matérielle La bande de base (baseband) Chaque périphérique dispose dune adresse (Bluetooth Device Address) qui est codée sur 48 bits Gère les différents types de communication entre les appareils. Les connexions établies entre deux appareils Bluetooth peuvent être synchrones ou asynchrones, ces connexions sont appelées « Liens Logiques » (Logical Link).  Les liens SCO (Synchronous Connection-Oriented) ;  les liens ACL (Asynchronous Connection-Less).
  24. 24. Couche matérielle
  25. 25. Couche logicielleLe contrôleur de liaisons (LC) encode et décode les paquets bluetooth selon la charge utile et les paramètres liés au canal physique, transport logique et liaisons logiques.Le gestionnaire de liaisons (LM) crée, gère et détruit les canaux L2CAP pour le transport des protocoles de services et les flux de données applicatives. Il utilise le protocole 2CAP pour interagir avec son homologue sur les équipements distantsCette couche gère les liens entre les périphériques « maîtres » et « esclaves » ainsi que les types de liaisons (synchrones ou asynchrones).Cest le gestionnaire de liaisons qui implémente les mécanismes de sécurité comme :  Lauthentification,le pairage (lassociation),la création et la modification des clés et le chiffrement.
  26. 26. Couche logicielleSDP : signifie « Service Discovery Protocol ». Ce protocole permet à un appareil Bluetooth de rechercher dautres appareils et didentifier les services disponibles. Il sagit dun élément particulièrement complexe de Bluetooth. OBEX : signifie « Object Exchange ». Ce service permet de transférer des objets grâce à OBEX, protocole déchange développé pour lIrDA.
  27. 27. Avantages Faible coût initial ; Synchronisation des réseaux ad hoc ; Puce radio de faible puissance ; Angle de connexions ; Réception des communications de données et de voix
  28. 28. Zigbee Distance de communication relativement faible, fiabilité est assez élevée, le prix de revient faible, consommation considérablement réduite.On retrouve donc ce protocole dans des « environnements embarqués » où la consommation est un critère de sélection.
  29. 29. ZigbeeAinsi, la domotique et les nombreux capteurs et télécommandes qu’elle implémente apprécie particulièrement ce protocole en plein essor et dont la configuration du réseau maillée se fait automatiquement en fonction de l’ajout ou de la suppression de nœuds. On retrouve aussi ZigBee dans les contrôles industriels, les applications médicales, les détecteurs de fumée et d’intrusion et dans la télécommande de la freebox v6.Les nœuds sont conçus pour fonctionner plusieurs mois (jusqu’à dix ans pour les plus économes) en autonomie complète grâce à une simple pile alcaline de 1,5 V.
  30. 30. ZigbeeIEEE 802.15.4Trois fréquences de communication2.4 GHz (channels 11-26) 250 kbps915 MHz (channels 1-10) 40 kbps868 MHz (channel 0) 20 kbpsLongueur max des packets est 127 octets avec 16 bits de CRC
  31. 31. Zigbee
  32. 32. STAR NETWORKCONFIGURATION
  33. 33. CLUSTER TREE TOPOLOGY
  34. 34. MESH NETWORK
  35. 35. MESH NETWORK
  36. 36. Protocole
  37. 37. Protocole
  38. 38. Zigbee : Hardware
  39. 39. Zigbee : Caractéristiques
  40. 40. Synthèse Bluetooth IrDA Zigbee IEE 802.15.1 802.15.4Autonomie Mois Années Années avec pile Débits 1 Mb/s 4 Mb/s 250 kb/sNombre de 7 1 65 000+ noeuds Porté 50 m 1m 1000 m-1500 m
  41. 41. Merci de votre attention ! ODALID – PAST ESIREM Vincent Thivent Tél M. : +33 (0)6 25 51 28 85vincent.thivent@odalid.com - vincent.thivent@u-bourgogne.fr http://odalid.com - http://esirem.u-bourgogne.fr

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