Commission GEII Longwy - Internet Of Things - Colloque GEII
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Internet Of Things Internet des objets
Commission GEII Longwy
Jean-Louis.SALVAT@univ-cotedazur.fr
Un peu d’histoire… 2
Nordic Texas Instrument Silab
Arduino - 2011 Espressif Microchip
ST Micro
Mbed – 2009
802.11 (Wifi) - 1997
Raspberry pi – 2012
Zwave - 1999
Orange Pi / bananapi – 2014
BLE - 2009 Zigbee - 1990
nrf24L01 (2.4Ghz transceiver) – 2010
Sigfox - 2010
Lora – 2012 - Cycleo (Grenoble) puis Semteh
ESP8266 – 2014 / ESP32 - 2017
6/17/2019 Colloque GEII Longwy
Vous avez dit IOT ? 3
Essai de definition : tout type d’objets connectés à
internet (ou pas)
Quelques repères :
1999 : Le terme Internet of things (internet des objets) est
créé au Massachusetts Institute of Technology (MIT) pour
désigner l’usage de radio-étiquettes « RFID », dans le but de
traquer des biens dans une chaîne de distribution et de
transmettre l’information par internet.
2008 : Les travaux de spécification et de standardisation de
l’internet des objets débutent.
2009 : Un seuil symbolique est franchi : plus d’objets sont
connectés à l’internet qu’il n’y a d’humains sur Terre.
6/17/2019 Colloque GEII Longwy
Facteurs de développement des IOT 4
Progrès MEMS (Miniaturisation des capteurs)
Accéléromètres, gyroscopes, capteurs température,
humidité, capteurs d’environnements (CO2, VOC,…)
Progrès électronique (intégration MCU + Wireless)
Open hardware et open software
Progrès dans les batteries
Baisse des couts
Electronique, capteurs, batteries
Cloud (concurrence Amazon, Microsoft et arrivée de
nombreux acteurs comme TTN, IFTT, ThingSpeak,…)
6/17/2019 Colloque GEII Longwy
L’IOT dans le monde en 2018 5
700 Mrds € de
chiffre d'affaires
au niveau
mondial, et, pour
l'heure plus de 8
milliards d'objet
connectés à un
réseau (chiffres
2018)
SOURCE: IHS MARKIT, THE TOP TRANSFORMATIVE TECHNOLOGIES TO WATCH THIS YEAR, 2018
6/17/2019 Colloque GEII Longwy
L’IOT en Europe 6
Création de valeur de 1000 milliards d’euros en 2025
(cabinet AT Kearney ) en Europe grace à la vente et à
l’usage d’objets connectés (*)
80 Milliards dans la vente des IOT
300 milliards grace à la maitrise des dépenses d’énergie
430 milliards en gain de productivité dans les entreprises
(remontée d’information, optimisation, meilleure prise de
décision)
200 milliards en gain sur la santé
(*) Source : note élargie objets connectés (parlement 2018)
6/17/2019 Colloque GEII Longwy
Des exemples d’application IOT (1) 7
Grand Public : « wearable or not »
Le casque connecté (feu de freinage et accéléromètre)
COSMO CONNECTED + envoi message secours (GPS) en cas
de suspection d’accident
Le thermostat intelligent Ween et plus généralement tous
les smart bed, smart Light, smart fridge, smart home,…
Tertiaire : marché de la maintenance
Engie : capteur température (service maintenance
chauffage batiment)
Médical
Lit connecté qui suit les données vitales du patient
Comprimé connecté (envoi d’un signal si médicament pris)
6/17/2019 Colloque GEII Longwy
Des exemples d’application IOT (2) 8
Smart Cities
Dijon : 43 000 lampadaires connectés Lumi’IN qui ont été
installés.
Barcelone : la ville s’est dotée de capteurs pour gérer les
éclairages, les espaces verts, les feux de signalisation et la
collecte des déchets
Melbourne, les poubelles publiques équipées de capteurs
pour optimiser le ramassage (+ panneaux solaires)
San Francisco : 64 capteurs connectés de surveillance du
« Golden Gate bridge »
Smart Agriculture
Cartographie des champs société AIRINOV
6/17/2019 Colloque GEII Longwy
IOT grand public 9
Boulanger
Rubrique :
Objets connectés
6/17/2019 Colloque GEII Longwy
De nombreux secteurs impactés par l’IOT 10
Industrie & Smart Cities Smart Home
batiment Smart Grid
Contrôle d’accès au bâtiment Suivi de consommation
Éclairage intelligent
Linky
Maintenance prédictive Optimisation du remplissage des
parkings Gestion domotique
Sécurité du travailleur
Optimisation de gestion du
Optimisation des stocks trafic
Ajout de capteurs les premières
Gestion de
low cost dans villes intelligentes
l’habitat et gestion
l’usine et le connectés
de l’énergie
batiment émergent
6/17/2019 Colloque GEII LongwyDe nombreux secteurs impactés par l’IOT 11
Santé Transport Assurance
Monitoring des patients Services d’information à valeur Conduite vertueuse au volant
chroniques et des patients en ajoutée pour les passagers Maintien à domicile et
sortie d’hospitalisation (trafic) téléassistance nouvelle génération
Suivi de l’observance Tele maintenance des véhicules Sécurisation de la maison
des transports publics déjà de nouveaux
La télémédecine et la
optimisés, des modèles de
prévention santé se
véhicules plus tarifications et
mettent en place
sécurisés nouveaux services
6/17/2019 Colloque GEII LongwyTout est rose dans le monde des IOT ? 12
Optimisation énergétique mais augmentation des
datacenter pour traiter des données
Que faire des déchets générés par les IOT dans le
futur (électroniques, piles, batteries, boitiers,…) ?
De nombreuses failles de sécurité ont déjà été
détectées dans de nombreux protocoles ou
technologies IOT
Emissions HF et corps humain ?
Que fait-on des données récoltées qui deviennent de
plus en plus importantes ? RGPD contre GAFAM
6/17/2019 Colloque GEII LongwyMarché de l’IOT : prévisions 13 https://iot-analytics.com/state-of-the-iot-update-q1-q2-2018-number-of-iot-devices-now-7b/ 6/17/2019 Colloque GEII Longwy
IOT : les technologies (1) 14
WPAN (Wireless Personal Networks) : bluetooth,
zigbee, Z-wave, tout réseau local ISM 2.4GHz,
868Mhz ou 433MHz (Smart Home)
WLAN (Wireless Local Area Networks) : Wifi (smart
TV, smart assistant,…)
LPWAN (Low-power Wide Area Networks) : Lora,
Sigfox, NB-IOT, LTE-M -> forte croissance
Cellular : 2G/3G/4G complémentaire au LPWAN
Wired : TCP/IP, KNX, CANopen,…
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT : les technologies (2) 15 6/17/2019 Colloque GEII Longwy
Schéma de principe d’un IOT 16
Sensor
(Capteur) microcon Wireless Antenne
troleur (radio)
Sensor
(Capteur)
Gestion
d’énergie
Récolte
Localisation
d’énergie
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT indoor avec Gateway (1) 17
Bande ISM
(433MHz/
UART 868Mhz EU)
SPI
microcontroleur Modem HF Modem HF microcontroleur
UART
SPI
Solution 2 2.4GHz
Solution 1 UART BLE Gestion
SPI d énergie Sensor
40 pins HEADER
(bananapi)
GATEWAY SENSOR
Database Visualisation
Cloud des données
PHP, JQuery, IFTT
Interface Thingspeak
PHP, nodejs, React,Xamarin, ...
API/MQTT The Thing
C#, Java
Networks
BACK END FRONT END
6/17/2019 Colloque GEII LongwyExemple 1 : envoi de message nrf24L01+ 18
Achat nrf24L01+
Achat promini
Achat capteurs
Envoie de données vers
PC
Raspberry Pi
Orange Pi
bananaPi
6/17/2019 Colloque GEII LongwyExemple 2 : envoi de message BLE 19
Achat iBeacon ou sensor Tag BLE + nRF51-DK(pour
programmer)
https://os.mbed.com/teams/mbed-os-
examples/code/mbed-os-example-ble-Beacon/
Utilisation téléphone ou raspberry pi
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT indoor avec Gateway (2) 20
Le microcontroleur :ATMEGA328p, ARM (STM32, Kinetis, Philips,…),
Microchip, Texas Instrument, Silabs, …
Le modem HF :
Récepteur super hétérodyne RXB6 433Mhz et Emetteur 433Mhz
Nfr24L01+ (transceiver propriétaire 2.4Ghz)
RFM69CW (transceiver propriétaire 868MHz EU ou 433MHz)
Semtech Lora (transceiver 868MHz EU ou 433MHz long range)
CCxxxx de Texas Instrument (Transceiver propriétaire Sub-GHz ou
2.4Ghz)
Le module SOC (System On Chip) HF ou Wireless MCU :
EFR32 (MCU+HF multi-protocole) de Silicon Lab
CCXXXX de Texas Intrument (série Wireless MCU)
SAMR21 de Microchip
Nrf51 (Bluetooth MCU)
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT indoor sans Gateway avec Wifi (1) 21
Configuration SSID et passphrase du Wifi
ESP32 ou ESP8266 (Espressif Wifi CPU) au démarrage du capteur
CC31xx ou 32xx Texas Instrument Wifi
CPU
Modem Wifi microcontroleur
WIFI
Sensor
BOX internet
SENSOR
Database Visualisation
Cloud des données
IFTT
Interface
Thingspeak
API/MQTT
The Thing
Networks
BACK END FRONT END
6/17/2019 Colloque GEII LongwyExemple 3 : envoi de message ESP32 22
Achat ESP32
Achat capteurs
Envoie de données vers
TTN
ThingSpeak
IFTT
Domoticz, Jeedom,…
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT avec abonnement (1) 23
GATEWAY
Stations relais
Modem HF microcontroleur
UART
SPI
GATEWAY
Stations relais Gestion
d énergie Sensor
Sigfox SENSOR
Lorawan
2G
LTM-E Database Visualisation
NB-IOT Cloud des données
Interface
API/MQTT
BACK END FRONT END
6/17/2019 Colloque GEII LongwyExemple 4 : envoie de message Sigfox 24
Achat modem Sigfox WSSFM10R1
Achat d’un promini Arduino
Achat d’un FTDI (usb/Tx-Rx)
6/17/2019 Colloque GEII LongwyExemple 5 : envoie de message LoraWan 25
Achat murata CMWX1ZZABZ ou ESP32 Lora
Achat d’une passerelle Lorawan TTN
ou abonnement Orange ou Bouygues
6/17/2019 Colloque GEII LongwyExemple 6 : envoie de message 2G 26
Achat modem 2G 7000E, Sim800 ou SIM900
Achat d’un promini Arduino
Abonnement (carte SIM)
Nécessité d’un serveur avec une API pour récup data
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT avec abonnement (2) - consommation 27
Alimentation externe
Débit en Mo Voiture connectée
4G Faible latence Wifi à bord
5G Haute sécurité Vidéo
Besoin de débit
Santé
Batterie rechargeable,
Sécurité
NB-IOT Débit en Ko Passerelle compteurs
Temps réel
LTE-M intelligents
Paiement
Bâtiment intelligent
Batteries longue durée
Villes intelligentes
Débit en octets
Traqueurs d'activité
Faible débit
Agriculture intelligente
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT : les métiers du GEII (1) 28
Electronique
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT : les métiers du GEII (2) 29
Gestion d’énergie
1
1.24s
Consommation
en mode sommeil
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT : les métiers du GEII (3) 30
Informatique embarquée
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT : les métiers du GEII (4) 31
Antennes et HF :
Modulations ASK, PSK ou FSK
Abaques de smith et VNA
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT : les métiers du GEII (5) 32
Informatique et réseau
Base de données (MySQL)
Linux
API REST ou MQTT
Influx DB, Grafana, Node red
Azur
Python, nodejs,…
6/17/2019 Colloque GEII LongwyIOT : conclusion et remarques 33
Simplicité de certains projets (ESP32, HC05, nrf24L01
ou RFM69CW, Sigfox ou LoraWan)
Difficultés de projets demandant des pré-requis
(Gateway Linux, MQTT, API REST,…)
Peut être utilisé en projet deuxième année à
condition d’être jalonné
Nécessité d’utiliser et d’avoir une formation sur les
outils de l’Open Hardware et Open Software
Github
eagle
6/17/2019 Colloque GEII LongwyDes Questions ? 34 6/17/2019 Colloque GEII Longwy
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