Une comparaison Bluetooth et ZigBee pour les applications IoT

À mesure que le marché des réseaux étendus à faible consommation (LPWAN) se développe, il existe de plus en plus d'options pour les protocoles à faible consommation pour les applications Internet des objets (IoT). Dans cet article, nous comparons Bluetooth et Bluetooth Low Energy (LE) à ZigBee, afin que vous puissiez avoir une meilleure idée du protocole sans fil à utiliser pour vos appareils connectés.

La différence entre Bluetooth et Bluetooth LE

Il existe deux branches du Bluetooth :le Bluetooth traditionnel et le Bluetooth Low Energy (appelé Bluetooth LE). La raison pour laquelle le Bluetooth traditionnel n'est pas comparable à ZigBee se résume à la consommation d'énergie. Si une application doit fonctionner sur batterie pendant une période prolongée, le Bluetooth traditionnel ne suffira tout simplement pas. La conception Bluetooth traditionnelle recommande une consommation d'énergie d'un watt. En ce qui concerne les applications IoT sans fil, c'est beaucoup . Bluetooth LE et ZigBee sont tous deux compris entre 10 et 100 milliwatts (mW), ce qui est 10 à 100 fois inférieur à ce que le Bluetooth traditionnel vous recommande de concevoir. Cependant, Bluetooth LE se compare bien à ZigBee, dont nous parlerons dans cet article.

Bluetooth LE

Bluetooth LE est un réseau personnel (PAN), donc la portée est beaucoup plus courte que ZigBee. Le but est de pouvoir se connecter à des appareils à proximité d'un utilisateur. Bluetooth LE a une portée beaucoup plus courte que ZigBee, mais il a également un débit de données beaucoup plus élevé. Le Bluetooth traditionnel avait un débit de données compris entre 1 et 3 Mbit/s, et le débit de données Bluetooth LE est de 1 Mbit/s pour les courtes rafales. Il « dorme » entre ces rafales - une fonctionnalité que ZigBee n'a pas - qui nécessite moins de données et de consommation d'énergie.

Désormais, Bluetooth LE est également pris en charge par de nombreux systèmes d'exploitation, notamment Android, iOS, Windows 8/10 et OS X (espaces dans lesquels ZigBee ne s'est pas ramifié). Si un utilisateur a son smartphone et souhaite se connecter à un appareil, Bluetooth LE rend cela possible. Cependant, Bluetooth n'est pas un excellent choix pour les nœuds à haute densité ou les applications à longue portée.

Cas d'utilisation Bluetooth LE

Bluetooth LE est idéal pour quelqu'un qui voyage à travers un groupe d'objets connectés dans un espace défini. Lorsqu'une personne monte dans sa voiture, Bluetooth LE peut rendre la voiture « intelligente » en activant la numérotation audio et la connexion haut-parleur voiture-téléphone. S'ils passent de leur voiture à un vélo intelligent compatible Bluetooth LE, l'application connectée pourrait les diriger vers le bon endroit. Les informations ne restent pas avec un appareil compatible Bluetooth LE, elles sont plutôt laissées à l'utilisateur.

ZigBee

ZigBee est un protocole de réseau maillé conçu pour transporter de petites quantités de données sur des distances moyennes. Il fonctionne sur un réseau de topologie maillé, ce qui signifie que les informations provenant d'un seul nœud de capteur voyagent à travers un groupe (ou « maillage ») de modes jusqu'à ce que la transmission atteigne la passerelle.

ZigBee est un réseau local (LAN), donc contrairement à Bluetooth LE, il n'est pas destiné à se connecter aux appareils directement autour d'un utilisateur. Au lieu de cela, il se connecte à des appareils qui ont besoin d'une portée plus large. De ce fait, c'est un protocole idéal pour la domotique et l'éclairage intelligent.

Malgré la gamme plus large de ZigBee, il est encore assez limité et n'est pas le meilleur choix pour les installations hautement instrumentées, comme les applications IoT industrielles. Et en raison de leurs topologies de maillage, les réseaux ZigBee ont des latences plus élevées, ce qui peut provoquer des goulots d'étranglement lorsque plusieurs nœuds tentent de passer par un seul nœud pour accéder à la passerelle. Pour cette raison, ZigBee ne brille pas lorsqu'il y a une forte densité de nœuds (comme dans une usine, par exemple). ZigBee est également confronté à de nombreux défis lorsque le budget de liaison est très variable, comme les nœuds mobiles ou les capteurs de stationnement.

Cas d'utilisation ZigBee

Considérez ceci :vous pouvez interfacer un système ZigBee afin que lorsque quelqu'un franchit la porte d'entrée, ZigBee organise toute une série d'événements :allumer ses morceaux préférés, allumer les lumières, augmenter le chauffage, etc. Lorsqu'ils partent, une application ZigBee pourrait désactiver le système CVC pour économiser l'énergie et économiser de l'argent. Dans l'ensemble, il offre un cas d'utilisation pratique pour la domotique.

Tableau de comparaison :Bluetooth (Bluetooth LE) vs. ZigBee

Bluetooth (LE) ZigBee Type de réseau Réseau personnel (PAN), qui prend en charge quelques nœuds Réseau local (LAN), qui prend en charge de nombreux nœuds Gamme* 77 mètres 291 mètres Système d'exploitation Android, iOS, Windows 8, OS X Pas actuellement compatible Topologie Maillage et étoile Maillage uniquement Débit 270 kbit/s 250 kbit/s Modulation Spectre étalé à sauts de fréquence (FHSS) Spectre étalé à séquence directe (DSSS) Puissance de transmission 10 mW 100 mW

*Cette comparaison de gamme est basée sur un cas d'utilisation spécifique ; voir la comparaison complète avec des spécifications supplémentaires dans cet article.

À emporter

Bluetooth LE et ZigBee sont en fait assez complémentaires. Il y a des moments où quelqu'un voudrait utiliser Bluetooth LE pour les applications IoT, et il y a des moments où ZigBee est un meilleur choix. Ce n'est que l'année dernière que ZigBee et Bluetooth ont commencé à rivaliser dans cet espace. Certains développeurs constatent qu'une combinaison de Bluetooth LE et de ZigBee peut créer des appareils de réseau personnel et local très puissants.