ANT

Et oui, encore un protocole wireless qui se promène sur la bande des 2.4 GHz, du genre ZigBee ou Bluetooth, ses deux principaux concurrents... une norme pour les fourmis, probablement (car la fourmi croonde, c'est bien connu).

ANT est une technologie propriétaire -créée en 2003 par Dynastream Innovations Inc, une division de Garmin (si, vous les connaissez, les GPS)- mettant en place un protocole de communication pour réaliser des réseaux de capteurs sans fil très basse consommation.

Il existe aussi un niveau supérieur, ANT+, définissant des profils pour des applications particulières, gérés par la ANT+ Alliance.

Il existe également ANT-FS (ANT File Share), une extension du protocole ANT pour transférer des fichiers entre deux dispositifs, ce qui est utile par exemple pour les montres pour fitness, qui collectent des données provenant de divers capteurs, qui seront envoyées sur un PC en différé.

On trouvera aussi FIT Flexible and Interoperable Data Transfert, un protocole définissant un format de fichier construit spécifiquement pour les données correspondant au sport, fitness et santé. Ces fichiers pourront ensuite être transféré en utilisant ANT-FS, entre deux appareils utilisant le format ANT pour communiquer.

ANT+ liste des profils
ant fit

Un exemple d'utilisation de ANT:

  1. Des capteurs ANT+ mesurent le pouls et la vitesse de marche
  2. Les données sont envoyées en temps réel, en utilisant les formats de données interopérables ANT+
  3. Une montre collecte les données, et les stocke dans un fichier FIT
  4. Le fichier FIT est transféré au PC (qui possède un adaptateur USB-ANT) en utilisant le protocole ANT-FS (File Share)
  5. Les données FIT peuvent être utilisées par le PC, ou envoyé sur Internet...

Fonctionnement de ANT

Le document de référence, ANT Message Protocol and Usage, est arrivé à la révision 5.0 (Janvier 2013). C'est le document à lire si vous voulez approfondir vos connaissances sur ANT.

Il est probable que vous n'ayez pas à connaitre les couches profondes du protocole, car il existe des SDK permettant d'alleger les développements, et les fournisseurs de puces ANT donne aussi les librairies permettant d'utiliser simplement ce protocole.

Nous allons cependant donner ici quelques détails sur les principes de base. Les anglophones pourront aussi regarder l'animation ci-contre.

  • Bande des 2.4 GHz, 125 canaux de 1 MHz entre 2400 et 2524 MHz
  • Adapté pour envoyer peu de données, mais régulièrement. Peut cependant transmettre des bouffées de données à 20 kbit/s.
  • Agilité en fréquence: si le canal de transmission se dégrade, alors un nouveau canal est recherché (mais il n'y a pas de changement systématique).
  • Un canal de communication est ouvert entre deux noeuds. Un noeud est le maitre, l'autre est l'esclave. Un noeud peut être le maitre d'un canal et l'esclave d'un autre en même temps: ceci permet de construire des réseaux complexes. En particulier, il existe des noeuds qui seront maitre et toujours en émission (cas fréquent des capteurs simples).

Deux types de transmission: synchrone ou asynchrone.

Lorsque qu'un réseau est constitué, il peut être public (identifiant 0) ou rendu privé en utilisant un numéro de réseau et une clé de 8 octets. Les profils ANT+ offrent le moyen de gérer cela. Le protocole ANT permet au maitre et à l'esclave de se mettre d'accord sur la fréquence, la puissance, le canal, le numéro de réseau et autres paramètres utiles à la communication.

Un mécanisme d'appairement, permanent, semi-permanent ou transitoire, est proposé. S'il est permanent, il faudra que l'esclave soit capable d'enregistrer l'identification du maitre pour la prochaine transmission (= mémoire non-volatile requise). Une fois appairé, il est possible de chiffrer les données transmises entre le maitre et l'esclave.

Il existe un mécanisme de recherche de proximité qui permet de connaitre quel est le plus proche voisin, par exemple si jamais 4 détecteurs de pouls était à portée: on commencerait par le plus proche. Cela peut aider l'appairement à un départ de marathon...

ANT est un protocole de communication orienté très basse consommation. Un appareil ANT va passer beaucoup de temps à être en sommeil (donc une consommation de l'ordre du microampère), et se réveiller brièvement de temps en temps pour communiquer, par exemple en consommant 22 mA en réception et 13.5 mA en transmission, ce qui permet d'atteindre des consommations de l'ordre de 60 microampères moyen.

Pour plus de détail, voir le document de référence disponible sur la page documentation ANT.


Matériels ANT

Le site de la ANT+ alliance maintient une liste des dispositifs utilisant le protocole ANT: vélo (puissance, vitesse, cadence), fitness, pression sanguine, podomètres, GPS, pouls cardiaque, montres, téléphones portables, balances...


  • thisisant.com: ANT+ alliance
  • ANT Documents on y trouvera le document de référence ANT, mais aussi toutes les notes d'applications permettant de développer, ainsi que les software associés, les datasheets des produits, etc...