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RÉSUMÉ
Les objets intelligents, communicants, ou encore de l'internet des objets, sont entrés en scène maintenant depuis plusieurs années. Toutes ces dénominations rejoignent un seul et même objectif : faire communiquer notre environnement. Cantonné aux films de science fiction il n'y a encore peu de temps, l'ubiquité de l'internet, doublé des progrès importants du matériel et des logiciels, rend aujourd'hui possible le déploiement de cette nouvelle frange de l'internet. Cet article décrit concrètement les challenges que présentent ces nouveaux types de réseaux, des solutions techniques sont proposées, dont une reposant sur les standards ouverts est présentée.
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Cédric CHAUVENET : Ingénieur R Watteco Ph. D
INTRODUCTION
Il y a plusieurs années, la capacité de l'Internet Protocol (IP) à offrir une interface unique de communication à un même réseau couvrant plusieurs médias physiques créa la révolution de l'Internet, réduisant ainsi progressivement le spectre des protocoles non-IP à des marchés de niche.
Le même changement de paradigme est en train de se produire dans le marché des bus de terrain, avec les protocoles IP/6LoWPAN, qui remplacent peu à peu les protocoles de bus de terrain dédiés, réduisant massivement les coûts de déploiement et d'utilisation de ces réseaux.
Dans cet article, nous décrirons la rupture technologique introduite par ces nouveaux objets communicants du point de vue de l'énergie, de la maintenance, du matériel, du coût, et du nombre d'objets qui seront déployés. Nous présenterons ensuite les technologies et les protocoles standards développées dans ce cadre, et notamment les avantages de l'utilisation du protocole IP pour créer des réseaux d'objets intelligents et autonomes couvrant un très large spectre d'applications. Enfin, nous présenterons une solution commerciale développée par Watteco à travers un cas d'usage : l'instrumentation d'un bâtiment.
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3. Exemple de solution
L'avantage d'une solution IP pour les objets intelligents dans le cadre de l'instrumentation d'un bâtiment peut être illustrée par la figure 2.
Comme on peut le voir sur la figure 2, cette solution permet de :
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mutualiser les coûts d'installation ;
-
permettre des communications transverses entre les différents systèmes ;
-
rendre l'installation flexible et facilement extensible ;
-
concentrer les retours d'informations pour faciliter la gestion.
Tous ces facteurs améliorent le retour sur investissement des systèmes déployés dans le bâtiment.
Nous présentons ici la solution « IPSensor » de Watteco, qui combine les protocoles précédemment présentés afin d'offrir une solution IP pour l'instrumentation de bâtiments.
3.1 Capteurs
Les capteurs IPSensors de Watteco reposent sur le protocole 6LoWPAN, afin d'étendre les réseaux IP actuels aux applications d'automatisation. Ces capteurs implémentent également le standard RPL afin d'offrir une solution robuste et autonome pour la couverture des réseaux à grande échelle, tant en intérieur qu'en extérieur.
Les capteurs IPsensors s'appuient sur la versatilité d'IPv6 et sont disponibles sur plusieurs médias sans fil (802.15.4 à 2.4 GHz et 868 MHz). Grâce à l'utilisation de composants très basse consommation et d'une gestion logicielle efficace de ces ressources, ces capteurs peuvent être alimentés par un système de récupération d'énergie solaire, permettant au capteur d'atteindre une autonomie énergétique (produire plus d'énergie que le système en dépense) avec un report d'information toutes les 10 minutes et sous 200 lux de luminosité moyenne par période de 24 h.
Les modèles disponibles actuellement peuvent embarquer un capteur de luminosité, température, humidité, présence, CO2 , ouverture de porte, et consommation électrique. Un module de lecture de la sortie Télé Information Client (TIC) des compteurs électriques est également disponible. Réutilisant le design de récupération d'énergie solaire, ce module peut être auto-alimenté par cette sortie du compteur, tout en permettant une remontée d'information toutes les 30 secondes. Le module analyse en permanence les champs de la trame TIC afin de...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Alexandra Institute - Inspriring the Internet of things. - Comic Book powered by the Alexandra Institute and partially funded by the FP7 ICT « Internet of Things Initiative » http://www.alexandra.dk/uk/services/Publications/Documents/IoT_Comic_Book.pdf
-
(2) - HUI (J.), THUBERT (P.) - Compression format for IPv6 datagrams over IEEE 802.15.4-Based networks. - IETF RFC 6282 (2011).
-
(3) - SHELBY (Z.), CHAKRABARTI (S.), NORDMARK (E.), BORMANN (C.) - Neighbor discovery optimization for IPv6 over low-power wireless personal area networks (6LoWPANs). - IETF RFC 6775 (2012).
-
(4) - WINTER (T.), THUBERT (P.), BRANDT (A.), HUI (J.), KELSEY (R.), LEVIS (P.), PISTER (K.), STRUIK (R.), VASSEUR (J.P.), ALEXANDER (R.) - RPL : IPv6 routing protocol for low-power and lossy networks. - IETF RFC 6550 (2012).
-
(5) - DUNKELS (A.), VASSEUR (J.P.) - IP for smart objects. - IPSO Alliance. White Paper #1. (2010).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
IPSO Alliance http://www.ipso-alliance.org
6LoWPAN Tutorial (à consulter en ligne) https://blog.st.com/tutorial-6lowpan-guide-creating-network-sending-data-internet/
Watteco – Pour plus d'informations http://www.watteco.com/
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Watteco participe régulièrement aux salons SmartGrid et Intelligent Building System (IBS) à Paris.
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IEEE Standard for Local and metropolitan area networks. Part 15.4, Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs), IEEE (2011).
Watteco est un membre actif des organismes de standardisation IEEE, IETF et ETSI. Watteco fait également partie des membres fondateurs de l'alliance IPSO, où elle participe régulièrement à des évènements d'inter-opérabilité et collabore sur la définition de profils applicatifs optimisés pour les objets intelligents.
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