La connectivité sans fil dans l'Internet des objets est essentielle pour permettre la communication entre les appareils. Dans la construction intelligente urbaine et l'intelligence, comment choisir la solution de réseau sans fil IoT appropriée ? Il existe de nombreuses solutions de connexion sans fil différentes pour les applications Internet des objets.

Avant-propos：

Avec le développement du maillage Bluetooth ces dernières années, les réseaux maillés pourraient être plus largement utilisés dans les prochaines années, en particulier dans les applications où des milliers de nœuds de réseau doivent communiquer dans une vaste zone géographique, Réseaux MESH Il favorise également le développement d'applications telles que automatisation intelligente des bâtiments, applications intelligentes de gestion de l'énergie, automatisation agricole à grande échelle et automatisation industrielle.

Contenu Express ici：

• Que sont la topologie en étoile et la topologie en maillage

• Réseau maillé : maillage ZigBee et maillage Bluetooth

• Application du réseau Star

• Avantages et inconvénients de la topologie du réseau en étoile
  

• Avantages et inconvénients des topologies de réseau maillé 

• Produits recommandés

Définition de la topologie en étoile et de la topologie maillée

Topologie en étoile IoT : dans la topologie en étoile IoT, le nœud central est généralement un hub ou une plate-forme cloud. Les appareils IoT sont connectés à un nœud central à travers lequel ils communiquent avec d'autres appareils. Le nœud central joue un rôle important dans l'Internet des objets, qui peut collecter, traiter et distribuer des données à partir de divers appareils. Une topologie en étoile est utile pour gérer et surveiller les appareils IoT et mettre en œuvre l'analyse et le contrôle des données.

Topologie maillée : la topologie maillée IoT est similaire à la topologie maillée traditionnelle. Les appareils IoT peuvent être directement connectés les uns aux autres pour former une structure de réseau complexe. Cette topologie est importante pour une fiabilité élevée et une tolérance aux pannes dans les applications IoT. Si la connexion entre un certain appareil est interrompue, les données peuvent être transmises par d'autres chemins pour assurer la livraison fiable des données et la continuité de la communication.

Réseau maillé : maillage ZigBee et maillage Bluetooth

ZigBee Mesh et Bluetooth Mesh sont deux protocoles de réseau maillé sans fil couramment utilisés. Ils sont tous deux largement utilisés dans l'Internet des objets pour la communication et le contrôle entre les appareils.

ZigBee Mesh (réseau maillé ZigBee) : ZigBee est un protocole de communication sans fil à faible consommation d'énergie et à faible vitesse adapté aux applications Internet des objets à grande échelle. ZigBee Mesh utilise une topologie de réseau maillé dans laquelle chaque appareil peut agir comme un routeur, transférant des données sur plusieurs sauts. ZigBee Mesh a les caractéristiques suivantes :

Auto-organisation et auto-guérison : chaque appareil peut automatiquement former un réseau et s'auto-réparer, formant une structure de réseau maillé adaptatif.

Faible consommation d'énergie : ZigBee utilise un mode de communication à faible consommation d'énergie, qui convient aux appareils IoT alimentés par batterie.

Hautement fiable : en raison des chemins redondants du réseau maillé, même si un appareil tombe en panne ou est déconnecté, les données peuvent toujours être transmises via d'autres chemins.


Bluetooth Mesh (Bluetooth Mesh Network) : Bluetooth Mesh est une extension de la technologie Bluetooth pour la construction de réseaux maillés sans fil à grande échelle. Bluetooth Mesh utilise un réseau en étoile comme topologie de base, où un appareil agit comme un nœud central (représentant une passerelle) et d'autres appareils transmettent des données via plusieurs sauts. Bluetooth Mesh a les caractéristiques suivantes :

Auto-organisation et auto-guérison : Bluetooth Mesh prend en charge les fonctions de mise en réseau automatique et d'auto-guérison. Les appareils peuvent rejoindre ou quitter le réseau sans affecter la connexion globale.

Transmission multi-sauts : Bluetooth Mesh permet aux appareils de transmettre des données via plusieurs sauts pour couvrir une plus grande portée et fournir une redondance du réseau.

Faible consommation d'énergie : Bluetooth Mesh (voir article : module Bluetooth BLE5.0, intégration maître-esclave, faible consommation d'énergie !) utilise un mode de communication à faible consommation d'énergie, qui convient aux appareils IoT alimentés par batterie.

Haute sécurité : Mesh fournit un mécanisme de sécurité solide, y compris l'authentification, le cryptage et la vérification de l'intégrité des données.

Bien que ZigBee Mesh et Bluetooth Mesh fonctionnent dans un réseau maillé, ils peuvent également être combinés avec une structure de réseau en étoile. Dans les applications pratiques, les réseaux à plusieurs étoiles peuvent être connectés les uns aux autres via des ponts ou des passerelles pour former un réseau maillé à plus grande échelle. Dotés d'une auto-organisation, d'une faible consommation d'énergie et d'une fiabilité, ils conviennent à diverses applications IoT telles que les maisons intelligentes, l'automatisation industrielle et les villes intelligentes, entre autres. Le choix du protocole à utiliser dépend des exigences spécifiques de l'application et des considérations de conception du système.

Application du réseau Star

Un réseau en étoile convient à de nombreux éléments et appareils différents. Voici quelques éléments et équipements courants pouvant être appliqués à un réseau en étoile :

PC et ordinateurs portables : les PC et les ordinateurs portables peuvent être connectés au nœud central du réseau en étoile via Ethernet ou Wi-Fi pour un accès Internet et des capacités de communication réseau.

Appareils intelligents domestiques : le réseau en étoile peut connecter divers appareils domestiques intelligents, tels que des téléviseurs intelligents, des haut-parleurs intelligents, des lampes intelligentes, des prises intelligentes, etc. Ces appareils peuvent communiquer et contrôler via le nœud central.

Équipement de bureau : Les imprimantes, scanners, copieurs et autres équipements du bureau peuvent être connectés à un réseau en étoile pour un partage et une gestion faciles.

Équipement de sécurité et de surveillance : des caméras de sécurité, des systèmes de contrôle d'accès, des alarmes d'intrusion et d'autres équipements de sécurité et de surveillance peuvent être connectés au nœud central via un réseau en étoile pour obtenir une surveillance en temps réel et un accès à distance.

Capteurs et équipements de surveillance : divers capteurs et équipements de surveillance, tels que des capteurs de température, des capteurs d'humidité, des capteurs de gaz, etc., peuvent être connectés à un réseau en étoile pour transmettre des données à un nœud central pour traitement et analyse.

Équipement médical : Les équipements médicaux tels que les moniteurs de fréquence cardiaque, les tensiomètres, les glucomètres, etc. peuvent être connectés au nœud central via un réseau en étoile pour faciliter l'enregistrement des données et la surveillance à distance.

Équipements d'automatisation industrielle : Dans un environnement industriel, un réseau en étoile peut être utilisé pour connecter et contrôler divers équipements d'automatisation, tels que des automates (automates programmables), des capteurs, des actionneurs, etc.

Ce ne sont que quelques exemples, et les réseaux en étoile peuvent être appliqués à une variété d'éléments et d'appareils différents. La clé est de connecter ces éléments et appareils au nœud central du réseau en étoile pour la transmission de données, le contrôle à distance et la gestion centralisée

Avantages et inconvénients de la topologie Star Network

Un réseau en étoile consiste en un nœud central auquel tous les autres nœuds sont connectés. Les nœuds communiquent entre eux via des passerelles.

Un réseau Wi-Fi commun est une topologie en étoile familière, avec des appareils tels que des téléphones, des tablettes et des imprimantes, tous connectés à un seul point d'accès sans fil. Ce point d'accès sans fil sert à la fois de routeur dans le réseau local et de passerelle vers Internet.

Étant donné que le point d'accès sans fil est responsable de la distribution des paquets de données le long du réseau en étoile, les messages peuvent être transmis par transmission de données entre un nœud et un point d'accès sans fil ou entre deux nœuds via un nœud central, nous pouvons former un réseau rapide.

Un autre avantage est que les réseaux IoT basés sur la topologie en étoile peuvent facilement identifier et isoler les nœuds défectueux, puisque chaque nœud a sa propre connexion indépendante au hub. Cependant, étant donné que les paquets de données doivent passer par le nœud central, si le nœud central tombe en panne, l'ensemble du réseau cessera d'exister. Une autre limitation majeure de la topologie du réseau en étoile sans fil est que tous les nœuds doivent se trouver dans la couverture radio du nœud central, ce qui limite la taille de la capacité du réseau. De plus, le réseau en étoile n'a pas la flexibilité de contourner les obstacles ou les environnements à forte interférence, de sorte que le réseau en étoile est plus adapté aux réseaux sans fil avec une capacité de réseau plus petite.

Avantages et inconvénients de la topologie de réseau maillé

Alors qu'un réseau maillé contient généralement plusieurs chemins de routage entre deux nœuds, ce qui a une disposition plus flexible et augmente la couverture de notre réseau. Dans un réseau maillé, les nœuds peuvent agir comme des routeurs, relayant les données via le réseau. Par conséquent, il existe plusieurs chemins de transmission de données différents entre deux nœuds, et cette communication multi-chemins améliore la flexibilité du réseau ; si un chemin est déconnecté, nous pouvons transmettre des données via un autre chemin. L'inconvénient est que la nature multi-sauts de la communication augmente le délai de transmission des paquets

Produits recommandés

Module d'amplificateur sans fil Zigbee multifonctionnel de petite taille Zigbee 3.0 pour Smart Home ETC                            

[IC]：EFR32

[La fréquence]：2405~2480MHz

[Du pouvoir]：18~20dBm

[Distance]：1.3km

[Taille]：11.5*18mm

[Lester]：0.9±0.1g

[Introduction]：E180-ZG120B est un petit module ZIGBEE 2,4 GHz haute fiabilité et basse consommation basé sur Silicon Labs EFR32MG1B. La puce est livrée avec un cortex ARM 32 bits hautes performances. -Noyau M4, amplificateur de puissance interne intégré, puissance de transmission jusqu'à 20 dBm.