Fiche de révision : Introduction à l’IoT

📋 Plan du Cours

1. Définition et périmètre de l’IoT
2. Applications de l’Internet des objets
3. Exemples de solutions IoT
4. Architecture générale d’un système IoT
5. Technologies des nœuds IoT
6. Réseaux et objectifs de l’IoT
7. Objectifs du cours

📖 1. Définition et périmètre de l’IoT

🔑 Notions clés & Définitions

• Internet des objets : Réseau d’objets physiques dotés de capteurs, de capacités de traitement, de logiciels et d’autres technologies, capables d’échanger des données avec d’autres appareils et systèmes par Internet ou par d’autres réseaux de communication.
• M2M : Communications et applications de machine à machine.

★ À maîtriser

📌 Un système IoT n’a pas besoin d’être connecté à l’Internet public : ses objets doivent seulement être connectés à un réseau et être adressables individuellement.

Compléments

• L’IoT combine l’ingénierie électronique, les communications et l’informatique.

💡 Astuce mémo

IoT : objets connectés à un réseau, pas nécessairement à Internet public

📖 2. Applications de l’Internet des objets

★ À maîtriser

• Les applications IoT destinées aux particuliers comprennent : la maison intelligente, l’aide aux personnes âgées, la sécurité et la sûreté des biens et des personnes

• Dans les organisations, l’IoT est utilisé pour : le suivi médical à distance et les notifications d’urgence, la synchronisation des systèmes et infrastructures de transport, l’automatisation des bâtiments

• Dans l’industrie, l’IoT couvre : la fabrication connectée, l’automatisation des processus, l’agriculture instrumentée, la surveillance maritime, la numérisation des produits par QR Code, NFC et RFID

• L’agriculture instrumentée collecte des données sur :

  • la température
  • les précipitations
  • l’humidité
  • la vitesse du vent
  • les infestations de nuisibles
  • le contenu du sol

Compléments

• Pour les infrastructures, l’IoT permet : la gestion des villes, la gestion de l’énergie, la surveillance environnementale de la qualité de l’air et de l’eau, la surveillance du bruit et de la faune, les alertes liées aux tsunamis et aux séismes

📖 3. Exemples de solutions IoT

★ À maîtriser

• Ces systèmes utilisent notamment :

  • le GPS ou GNSS
  • les capteurs inertiels
  • les capteurs environnementaux
  • LoRaWAN
  • GSM
  • le satellite, par exemple Iridium

• Dans l’industrie, les capteurs mesurent :

  • la vitesse de rotation
  • la température
  • les vibrations
  • le bruit
  • la qualité de l’air

Compléments

• Une solution de maison intelligente peut associer :

  • une enceinte commandée par la voix
  • une caméra de sécurité
  • la gestion de l’énergie
  • Home Assistant
  • un éclairage Bluetooth
  • le Wi-Fi
  • la climatisation
  • le contrôle à distance des fenêtres ou stores

• Les applications de suivi et de sécurité comprennent :

  • le biologging de la faune
  • les systèmes antivol
  • le suivi des marchandises
  • la sécurité, notamment maritime

• Les exemples médicaux comprennent :

  • une montre mesurant la fréquence cardiaque
  • le suivi du syndrome d’apnée du sommeil
  • des bijoux permettant les appels d’urgence

📖 4. Architecture générale d’un système IoT

★ À maîtriser

• 🔄 Une architecture IoT générale suit les étapes suivantes : les capteurs et actionneurs sont intégrés à des nœuds, les nœuds communiquent par un réseau, les serveurs traitent et stockent les données, les systèmes de supervision assurent le suivi et le contrôle local ou distant

• Une infrastructure IoT peut comprendre : un réseau local ou d’entreprise, des nœuds, du Wi-Fi, Internet, des commutateurs, un serveur, des bases de données, des systèmes de supervision et de contrôle locaux ou distants

Compléments

• Dans une application de surveillance industrielle, des nœuds transmettent leurs données par Internet à un serveur réseau, à deux serveurs applicatifs et à deux bases de données, qui alimentent des systèmes de supervision et de contrôle.

• Un réseau IoT sans fil exploité peut utiliser des passerelles, un serveur réseau, un serveur applicatif, une base de données et un ordinateur monocarte équipé d’une carte LoRa.

💡 Astuce mémo

Capteurs → nœud → réseau → serveurs → supervision

📖 5. Technologies des nœuds IoT

★ À maîtriser

• Un nœud IoT peut intégrer :

  • un système embarqué
  • un processeur applicatif
  • un microcontrôleur
  • des capteurs
  • un actionneur
  • des logiciels
  • une interface de communication

• Les technologies de communication peuvent être :

  • le Wi-Fi
  • le GSM
  • les réseaux LPWAN
  • le BLE

Compléments

• Les interfaces et bus peuvent être :

  • Ethernet
  • CAN
  • Modbus
  • UART
  • SPI
  • I2C
  • ADC
  • DAC

• La conception d’un nœud IoT doit prendre en compte la consommation électrique et l’autonomie, ainsi que l’informatique en périphérie et l’intelligence artificielle.

📖 6. Réseaux et objectifs de l’IoT

📝 Points essentiels

• Les technologies de réseau citées comprennent : LoRaWAN, GSM, les communications par satellite, notamment Iridium

• L’IoT est adapté à la surveillance grâce à des capteurs distribués, notamment les réseaux de capteurs sans fil.

• L’essor de l’IoT est rendu possible par : des capteurs peu coûteux, des technologies de communication sans fil basse consommation, des ressources de calcul embarqué peu coûteuses et basse consommation

💡 Astuce mémo

Capteurs peu coûteux + communications basse consommation → instrumentation distribuée

📖 7. Objectifs du cours

🔑 Notions clés & Définitions

• Système de systèmes : Système de systèmes composé de plusieurs sous-systèmes interconnectés, notamment les capteurs, les systèmes embarqués, les communications, les réseaux, la supervision et les bases de données.

★ À maîtriser

• Le cours vise à : fournir des connaissances générales sur les sous-systèmes de l’IoT, présenter un aperçu des technologies, spécifier un réseau de capteurs, mettre en place une solution simple

Compléments

• Les principaux domaines étudiés sont :
  • les capteurs et systèmes embarqués
  • les communications sans fil
  • les réseaux
  • la supervision
  • les bases de données