Dans le domaine de la domotique, on parle souvent des « protocoles de communication ». Il s’agit d’un terme qui peut prêter à confusion pour ceux qui sont encore profanes. Dans cet article, nous aborderons la définition de ce qu’est un protocole en domotique ainsi que la présentation de quelques-uns parmi les plus répandus.
Comment marche un protocole domotique ?
Le protocole domotique est le langage utilisé pour établir la communication entre les différents appareils connectés. Pour pouvoir communiquer entre eux, deux appareils doivent donc avoir le même langage de communication, c’est-à-dire le même protocole.
Ainsi, de la même manière que plusieurs langues existent en Europe, il existe aussi plusieurs protocoles en domotique. Ainsi, au moment où l’on opte pour une technologie en domotique, il est nécessaire de se doter d’appareils et d’objets connectés qui partagent un protocole similaire.
Les 2 types de protocoles domotique
Il existe deux types de protocoles domotiques : les protocoles à courte portée et les protocoles à longue portée, que nous détaillons ci-après.
Les protocoles à courte portée
Z-WAVE
Il s’agit d’un protocole de communication dédié à la domotique. Z-wave est un protocole sans-fil apprécié pour sa facilité d’installation et sa portée de 30m environ. Le réseau fonctionne selon un maillage qui implique que l’ensemble des objets connectés au système émettent des données et sont en mesure de relayer les informations transmises par ses voisins. Ainsi, ce maillage va pouvoir permettre l’élargissement de la portée des appareils.
Le Z-Wave est une technologie bidirectionnelle en retour d’état qui permet de garantir que les ordres données soient exécutées comme il faut. Ce protocole se distingue aussi par sa rapidité et sa fiabilité par rapport à un code 32 bits, lequel bloque tout équipement qui ne dispose pas du code adéquat. La technologie utilisée par Z-Wave est une technologie radio de faible puissance dans la bande fréquence de 868,42 MHz.
Le protocole de communication Z-Wave permet de connecter jusqu’à 232 appareils et peut être utilisé sur un très large choix de produits, le tout à des prix abordables comparés à certaines technologies filaires. De plus, Z-Wave est plus simple d’utilisation et plus rapide.
ZIGBEE
ZIGBEE est également un réseau maillé permettant le transfert d’un grand nombre de données. D’ailleurs, par rapport au Z-Wave, il permet de transmettre un volume de données plus important mais en étant moins onéreux et plus facile d’utilisation. La portée moyenne de ce protocole de communication est de 100 m.
Zigbee se base sur le protocole IEEE802.15., un réseau sans fil industriel opérant à 2.4Hz et qui cible les applis recevant une faible quantité de données dans une zone limitée.
Zigbee présentent de nombreux points positifs, à ne citer que son fonctionnement ne requérant qu’une basse consommation, sa fiabilité, son évolutivité ainsi que sa robustesse. Ce protocole est bien placé au sein des systèmes machine to machine et applications IoT.
WI-FI
Le WI-FI est un protocole universel permettant le transfert rapide d’un grand nombre de données. Il s’agit d’une technologie de transmission haut-débit sans fil utilisant les ondes radio. Le terme « Wi-FI » est la dénomination de la norme IEEE 802.11 qui désigne le standard international décrivant les caractéristiques d’un réseau local sans fil ou WLAN.
Ce protocole de communication utilise la radio fréquence pour permettre à deux appareils de communiquer entre eux et permet aussi de lier des routeurs à divers appareils comme les PC, les tablettes ou Smartphones.
Le WI-FI est aussi utilisé pour connecter des objets et c’est d’ailleurs une technologie très répandue. Elle utilise une large bande passante et nécessite une assez forte quantité d’énergie. Ainsi, elle requiert une forte consommation et des composants assez chers, ce qui fait que la grande majorité des concepteurs d’objets connectés la boudent encore.
Bluetooth
Le Bluetooth est un protocole de communication inventé en 1994 par la société suédoise Ericsson. Il s’agit d’un standard de transfert de données sans-fil utilisant une faible bande passante qui ne lui permet de transférer que peu de données à courte distance.
Le Bluetooth est néanmoins très peu énergivore et est inclus dans quasiment tous les téléphones mobiles et Smartphones et autres objets connectés. Le Bluetooth possède aussi de nombreuses applications (smartwatch, moniteur de fréquence cardiaque, oreillette sans fi, etc.…).
Les protocoles à longue portée
Lora
Il s’agit d’un protocole basse consommation à faible coût permettant de transférer des données sur de très grandes distances. En effet, sa portée va de deux à cinq kilomètres en milieu urbain et peut aller jusqu’à quarante-cinq kilomètres en milieu rural.
Le protocole de communication Lora vise un large éventail d’applications et a été conçu pour offrir une connexion de faible puissance avec des caractéristiques qui lui permettent de supporter une communication bidirectionnelle sécurisée mobile pour les objets connectés.
Lora est très peu énergivore et est en mesure de supporter de larges réseaux afin de transférer des données. Néanmoins, ce protocole ne peut faire transiter que 0.3 à 0.5 kilobits par secondes.
Sigfox
Sigfox est un protocole de communication avec une portée qui se positionne entre la WI-FI et la connexion cellulaire. En milieu urbain, il a une portée de dix kilomètres et cela peut aller jusqu’à cinquante kilomètres en campagne. Sigfox utilise des bandes ISM libres d’utilisation afin de transmettre des données d’un spectre très étroit à ou depuis des objets connectés.
Le protocole Sigfox possède de très nombreuses applications machine to machine fonctionnant avec un faible volume de données et utilise une technologie nommée Ultra Narrow Band. Il est spécialement conçu pour gérer une faible vitesse de transfert de données et ne requiert qu’une basse consommation d’énergie.
Cependant, ce protocole de communication ne peut transporter que de très faibles quantités de données (entre 10 et 100 bits/seconde au maximum). Si au départ il était monodirectionnel, il permet dorénavant l’envoi d’informations aux objets connectés malgré l’impossibilité de réaliser rapidement d’importantes mises à jour.
Sigfox est déjà déployé dans plus de 10 000 objets connectés et est utilisé dans les principales villes européennes. C’est un protocole robuste qui est en mesure de communiquer avec des millions d’appareils qui fonctionnent sur batteries sur des distances de plusieurs kilomètres carré grâce à un réseau intéressant pour les applications machine to machine.
Cellulaire
Il s’agit de réseaux basés sur la technologie GSM qui sont fournis par des opérateurs mobiles et permettant le transfert d’une quantité importante de données sur une longue portée.
Les réseaux cellulaires mobiles nécessitent d’installer une carte SIM dans l’appareil à connecter pour que ce dernier soit identifié sur le réseau de communication. La quatrième génération (4G) des standards pour la téléphonie mobile permet une communication mobile très haut débit.
ENOCEAN
Il s’agit d’un protocole de communication très peu énergivore permettant l’envoi des trames de radio sans fil et sans pile. Enocean utilise la bande des 868 MhZ et une technologie autonome puisant l’énergie de son environnement afin d’émettre un signal et de communiquer avec d’autres produits utilisant le même protocole.
Facile à utiliser et installer, Enocean utilise des périphériques qui ne nécessitent qu’un minimum de maintenance car n’utilisant pas de piles et sont donc très peu énergivores. Cela a aussi l’avantage de rallonger la durée de vie des objets connectés.
Le protocole de communication Enocean fonctionne de manière très simple et n’a pas impérativement besoin d’un contrôleur domotique. En effet, Enocean est 100% Standalone. La majorité des nouveaux produits de ce protocole sont bidirectionnels et peuvent être utilisés comme répétiteurs WI-FI.
Sa portée sans fil va de 30m en intérieur, à 300m à l’extérieur en fonction de l’environnement et des conditions d’emploi. En outre, il faut savoir que tout produit Enocean est défini par un profil d’équipement « EEP » développé par l’alliance Enocean. Il s’agit d’une norme internationale ouverte et interopérable.
Les protocoles présentés ci-dessus figurent parmi les plus répandus sur le marché de la domotique à l’heure actuelle, mais il faut s’attendre à voir de nouveaux protocoles apparaître dans un contexte où les objets connectés sont de plus en plus prisés.
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