Zigbee – Projet de synthèse

Etude du protocole Zigbee et idée de sujet

Sommaire1) Les domaines de développement Zigbee2) Etat de la consommation électrique3) Idée de développement Zigbee4) Introduction de la sécurité5) Conclusion

Les domaines de développement Zigbee

Les domaines de développement ZigbeeZigbee est une solution peu chère et sans fil,

créée pour transporter de faibles volumes de donnéesconsommer peu d’energie assurer la fiabilité et la sécurité des

communications

Grâce à ses capacités elle a pu se développer dans différents secteurs d’activités

Les domaines de développement ZigbeeZigbee est présente dans ces différents domaines :

Zigbee Smart Energy Zigbee Health Care

Zigbee Remote Control Zigbee Building Automation

 Zigbee Home Automation Zigbee Telecom Services

Les domaines de développement ZigbeeLe but est de gérer entièrement de façon simple,

écologique et pratique les différents équipements.

Nous allons nous basésur le côté écologique,automatique et sécuriséde la technologie Zigbee

Etat de la consommation électrique

Etat de la consommation électriqueD’après le rapport du ministère de l’Ecologie, de l’Energie,

du Développement Durable et de l’Aménagement du Territoire : TIC et Développement durable (décembre 2008)

Etat de la consommation électrique« Il convient de souligner la consommation de plus en plus

significative des systèmes de veille dans la consommation totale : 200 à 500 kWh/an/ménage soit environ 5 à 10 TWh, soit encore 10% de la consommation d'électricité spécifique et l'équivalent d'une à deux tranches nucléaires. Or ces dispositifs concernent principalement les matériels informatiques et audiovisuels: un démodulateur fonctionne en moyenne 13h/jour contre 6h pour une télévision, un magnétoscope est 90% du temps en veille (70% des consommations)… »

Et nous ne sommes que dans les domaines TIC : un appareil branché même s’il n’est pas actif consomme de l’énergie !

Idée de développement Zigbee

Idée de développement Zigbee Idée de développement dans un contexte d’économie

d’énergie, d’automatisation et de contrôle à distance

Scénario : Vous êtes un jeune informaticien et vivez dans un appartement

en France. Vous êtes donc en possession de plusieurs équipements

électroménagers, télévisuels, informatique, etc… Lorsque vous n’êtes pas chez vous, vous n’avez aucun besoin de

dépenser du courant (cas particuliers : frigidère, téléphone,…) et pourtant : vos radio réveils vous donneront toujours l’heure tout comme le mirco-onde, le magnétoscope,etc…

De plus votre cafetière ne fonctionne pas, tout comme votre chargeur de mobile, et votre ordinateur…. Cependant ils consomment

Idée de développement ZigbeeQuestion:

Comment ne pas dépenser d’énergie inutilement ?Réponse :

Débrancher tous ces équipements inutiles.Remarque:

Vous êtes un jeune informaticien donc vous avez un très grand poil dans la main ! Vous n’allez pas débrancher un à un tous les équipements lorsque vous

partez. Vous n’allez pas rebrancher tous les équipements lorque vous rentrez et

que vous voulez les utiliser… Non seulement c’est long, il faut attendre qu’ils démarrent et il faut re-régler les heures sur les diverses équipements

Solution : Nous avons peut-être une idée….

Idée de développement Zigbee La technologie Zigbee va répondre à votre solution :

Vous partez

Schéma simplifié d’un appartement .

Si les dispositifs terminaux sont trop éloignés du concentrateur, on a la possibilité de rajouter des routeurs ou alors de faire se comporter certains dispositifs comme tels

Idée de développement Zigbee La technologie Zigbee va répondre à votre solution :

Vous rentrez

Schéma simplifié d’un appartement .

Si les dispositifs terminaux sont trop éloignés du concentrateur, on a la possibilité de rajouter des routeurs ou alors de faire se comporter certains dispositifs comme tels

Idée de développement Zigbee Différentes idées et paramètres possible :

Centralisation des données sur un équipement spécifique (adaptabilité requise)

Automatique Envoi signal lorque un portable est chargé, le micro-onde est fini,… Longue période d’inactivité

Manuel Choix des différents appareils à gérer

Introduction de différents modes : “ Sommeil” > Des équipements seraient arrêtés (télé, cafetière …) “ Longue absence” > Tout débranché + Modes personnalisables

Alarme de forte consommation électrique Production de schéma de consommation électrique Contrôle de l’appareil à distance (Internet) Détection du mode veille des appareils afin de les débrancher

Problème : Insérer composants Zigbee dans les équipements à synchroniser (radio

réveil)

Introduction de la sécurité dans la technologie

Idée de développement ZigbeeLe protocole Zigbee est un protocole en 4 couches :

PHY, MAC, NWK, APL

Les services de sécurité mis en place pour Zigbee se chargent : de l’établissement et du transport des clés de la protection des trames du management des équipements

Chaque couche prend en charge le mécanisme de sécurité MAC NWK APL

APS contient des services pour l’établissement et la maintenance des relations sécurisées

ZDO s’occupe de la politique de sécurité et de la configuration pour un équipement

Idée de développement Zigbee

La mise en place de service de sécurité est présente dans la stack ZigbeeProtocole 802.15.4 sécurisé

Idée de développement ZigbeePourquoi de la sécurité ?

Confidentialité des données de consommationDisponibilité du système à chaque instantIntégrité des données de consommationContrôle de la configuration par l’habitant

uniquement

Conclusion

Conclusion Introduction de la sécurité, de l’économie d’énergie, du contrôle à

distance dans la domotique

Roland Eckl et Asa MacWilliams proposent 6 points pour résoudre le défi du développement des “maisons intelligentes” dans Smart Home Challenges and Approaches to Solve Them: A Practical Industrial Perspective (2009) :

Centraliser l’information Coordinateur centralisé

Module avec des interfaces ouvertes Coordinateur permettant d’aller sur internet

Réponse instantanée et comprise par l’utilisateur Désactivation d’appareil = Consommation zéro = Economique et écologique

Invoquer des scénarios par contexte Pris en compte par différents paramètres

Séparer les équipements de contrôle en fonction de l’expérience utilisateur Equipement basé seulement pour la consommation de courant, ajouter des équipements de

domotique dans la structure couverte par le réseau revient à utiliser d’autres équipements Trouver un business pour s’adapter

Technologie utilisable dans notre société (personnel et société) pour répondre aux problèmes actuel en matière d’économie, écologie, etc…

ConclusionEtat de l’art :

Surveiller la consommation

Thermostats programmables

Extrapolation: Ajouter aussi ces fonctionnalités pour gérer au mieux sa

consommation électrique et avoir un contrôle parfait de la consommation électrique

Principe de sécurité de plus en plus important Imaginez si vous perdez le contrôle de tous ces dispositifs

ConclusionQuestions ?

Idées ?

Remarques ?

Limites ?

…

Merci de votre attention !