La communication sans fil en environnement industriel

La communication sans fil, en particulier la communication sans fil basse énergie, apporte de grands changements dans les ateliers et l’industrie. 

Il n’y a pas si longtemps encore, les appareils électroniques communiquaient entre eux à l’aide de fils et de câbles, et c’est toujours le cas pour la plupart. La particularité des appareils électroniques d’aujourd’hui est leur capacité à communiquer sans fil. Quelques uns, comme les téléphones portables, nécessitent un réseau étendu sur toute la surface de la Terre, tandis que d’autres, comme les cartes de crédits, seulement quelques centimètres. Et en raison de capacités de stockage limitées de nombreux appareils mobiles, l’efficacité énergétique peut être un sujet primordial. Pour faire face à toute cette variété d’exigences, un grand nombre de solutions de communication a été développé -- chacune étant optimisée pour un type d’utilisation donné. 

Wi-Fi et Bluetooth

Le Wi-Fi et le Bluetooth fonctionnent tous deux à peu près à la même fréquence, environ 2,4 GHz, mais n’ont pas du tout le même usage. On pourrait assimiler le Bluetooth au remplaçant d’une connexion câblée, et pouvant être ainsi utilisé pour connecter une souris et un clavier à un PC, ou un objet connecté à un téléphone mobile. Les appareils Bluetooth peuvent également communiquer entre eux. Le Wi-Fi (alias WLAN) est utilisé pour connecter des appareils à Internet via des points d’accès. Ils sont comparés sur la Figure 1. 

RFID et NFC

La radio-identification (RFID) et la communication en champ proche (NFC) sont deux standards très proches qui utilisent des signaux radio de fréquences allant de quelques centaines de KHz à quelques dizaines de MHz à des fins de communication ou de marquage. Tous deux sont caractérisés par un taux de transfert de données limité sur de courtes distances. La RFID est le plus souvent utilisée pour interroger des puces passives pour le contrôle des inventaires ou l’acheminement des bagages. La NFC est utilisée en communication P2P, et peut-être utilisée pour le partage bidirectionnel de fichiers. 

IrDA

IrDA est l’acronyme de « Infrared Data Association », le groupe industriel en charge de ce standard. Il est basé sur la communication par infrarouge. Contrairement aux deux précédentes technologies, l’IrDA n’émet pas des ondes de manière sphérique, mais plutôt selon un chemin très directionnel. Les paramètres de fonctionnement de l’IrDA sont détaillés sur la Figure 1. 

Une raison de se méfier du WLAN et du Bluetooth : Votre four à micro-ondes

Avez-vous déjà regardé à l’arrière de votre four à micro-ondes et noté qu’il fonctionne à 2,4 gigahertz (GHz) ou environ ? C’est justement la même fréquence d’utilisation que celle du Wi-Fi et du Bluetooth. Bien entendu, ces deux moyens de communication fonctionnent à bien plus faible puissance que votre micro-ondes, mais vous ne tenez pas votre four à micro-ondes près de votre oreille quand vous préparez votre pop-corn. La figure 1 compare l’IrDA aux deux autres technologies. Plutôt que de polluer votre environnement en émettant des micro-ondes partout, l’IrDA communique à l’aide d’un léger faisceau lumineux inoffensif.

Figure 1 : Comparaison entre IrDA et WLAN / Bluetooth Source : Rfwireless-world.com

l’IrDA dans l’environnement industriel

Dans l’environnement industriel d’aujourd’hui, les Automates Programmables Industriels (API ou PLC) sont des ordinateurs industriels utilisés pour contrôler les machines en première ligne. Quand il devient nécessaire de changer ou modifier le programme, cela est fait à distance par le biais d’un programmateur de paramètres, car l’environnement de fonctionnement peut être dangereux ou distant. 

Comme exemples de ce type d’appareils on trouve le programmateur de paramètres PG-65 et le Mini-PLC STG-810 de Barth. Quand l’opérateur utilise le programmateur de paramètres pour contrôler le Mini-PLC, il n’est pas exposé à des micro-ondes nocives, car l’appareil communique via IrDA.

 L’inquiétude au sujet des micro-ondes allant croissante, nous pouvons nous attendre à voir plus d’appareils s’orienter vers cette solution plus sûre. Dès à présent, de nouvelles versions d’IrDA pouvant transmettre et recevoir des données à un taux de l’ordre du gigabit par seconde sont en cours de développement.