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Objets connectés sur Internet. Oui mais comment ?

L’intérêt des IoT une réalité ou un phénomène de mode ? Qui est concerné par l’IoT ?

Les objets connectés sur Internet (IoT en anglais) ou M2M pour (machine to machine soit machine vers machine en français) sont le centre de toutes les attentions dans les salons de l’électronique ou des technologies de l’industrie. Le terme M2M semble être gommé par le terme d’IoT mais il est important de bien différencier les deux car ces termes s’adressent à deux problématiques différentes. Le M2M n’est pas nécessairement connecté à Internet et peut former un réseau isolé (tel qu’un ensemble d’automates reliés entre eux). Mais comme mon propos ici est de lister les différentes technologies pour interconnecter des machines au sens large nous nous intéresserons aussi bien à la connexion vers Internet qu’aux connexions de machine à machine en réseau privé.
Lors du dernier Smart City un intervenant moquait le réfrigérateur connecté à Internet, même si son propos était plus polémique que critique, il est symptomatique d’un certain doute sur l’utilité de l’IoT à tout va. Je peux vous assurer qu’au tout début du téléphone mobile, j’y étais (chez Alcatel,) peu de gens imaginaient une telle explosion et pourtant aujourd’hui demandez à 90% des gens d’abandonner leurs précieux smartphones ils vous riront au nez. L’IoT peut tout aussi bien connaître le même sort, car ce n’est pas seulement des grands comptes comme EDF, GDF, Véolia (et j’en oublie beaucoup) qui sont les seuls à voir l’intérêt de cette technologie, nous avons déjà le premier détecteur de fumée connecté sur SIGFOX, SMOCKEO ; d’autre comme Ticatag utilise le réseau SIGFOX pour la géolocalisation d’objet avec sa balise connectée Ti’Fox ; ou encore Connected Cycle et son vélo connecté sur le réseau mobile…
Il y a déjà tout un marché existant qui utilise les connexions via les réseaux mobiles ou RTC (Réseau de Télécommunication Commutée) pour envoyer ou recevoir des données avec un objet connecté pour exemple les alarmes de détection de présence dans des locaux ainsi que d’une façon plus large les équipements de domotique et il y a aussi les terminaux de paiement que l’on voit dans la plupart des magasins.
Donc si aujourd’hui vous ne voyez pas vraiment l’utilité d’avoir vos produits connectés, songé que votre concurrent aura peut-être plus d’audace et que vous devrez dans l’urgence vous y mettre.

Tout objet électronique ou purement mécanique est en puissance un IoT depuis la planche à voile, la bicyclette, jusqu’au smartphone dernier cri.

Un tour d’horizon sur les connexions existantes.

Les types de connexion les plus connues et utilisées aujourd’hui sont le RTC (Réseau de Télécommunication Commutée) le bon vieux téléphone fixe, le Wi-Fi, le BlueTooth, la liaison Ethernet en 10Base-T derrière un modem ADSL (box), la liaison Ethernet optique 1000Base-SX derrière un boitier de terminaison optique FttH (Fiber to the Home), la liaison via le réseau mobile et la liaison satellite…
Et enfin, si aujourd’hui le grand public est peu familiarisé avec, car elle n’a pas une désignation aussi connue que WI-Fi ou BlueTooth, il y a les bandes radio dites ISM (Industrie, Science et Médical) (mais qui peuvent être aussi utilisé par le particulier). Nous reviendrons beaucoup sur ces bandes ISM particulièrement celle de 868MHz puisqu’elle sera sans doute le plus grand vecteur de développement de l’IoT.
Pour conclure sur ce rapide tour d’horizon ci-dessous un tableau pour fixer des ordres de grandeur selon les types de liaison.
Ordre de grandeur des caractéristiques selon les types de liaison
* Les valeurs de couverture et de débit qui sont données ici ne donnent qu’un ordre de grandeur de comparaison.
** De même les puissances affichées ne représentent qu’une puissance instantanée en émission.

Les possibilités de chacun de ces types de protocole

Le BlueTooth a un rayon d’action limité, mais un débit qui n’est pas ridicule et il peut se montrer très économe en énergie, mais cela dépend aussi du nombre de sollicitation.
Pour le Wi-Fi le rayon d’action est plus important de même que le débit, on constate quand même une puissance d’émission assez importante et si l’on compare les mises en veille de 4mA pour le BlueTooth et de 15mA pour le Wi-Fi on lui préfèrera le BlueTooth, à moins d’avoir besoin d’un débit important et d’une couverture d’une 50m .
Le ZigBee permet de construire des réseaux privés, mais avec des débits plus faible que le Wi-Fi ou BlueTooth. Par contre et toujours en gardant à l’esprit le rapport temps de veille sur temps d’émission/réception, il est beaucoup moins consommateur d’énergie que les deux autres protocoles.
Nous avons fait paraître ici trois types de liaison fixe sur 3 protocoles différents, parce que l’objet connecté n’est pas forcément connecté par radio fréquence mais pourquoi pas par une ligne fixe type câble Ethernet électrique ou optique. Nous avons laissé le RTC si le coût de l’interface semble plus important, le coût d’utilisation peut être comparé aux forfaits Internet car la facturation à chaque connexion disparaît sauf pour des liaisons à l’étranger, mais attention Orange a décidé de cesser le déploiement du réseau cuivre, donc de plus en plus d’arrivées se feront sur un terminal optique. Le réseau RTC est utilisé pour les terminaux de paiement (TPE) et systèmes domotique, mais il est amené à disparaître d’ici quelques années. Les TPE utilisent aussi les liaisons IP avec une connexion type 10Base-T, mais aussi les réseaux mobiles.
Nous dirons quelques mots supplémentaires sur les réseaux mobiles ne serait-ce que par sa large utilisation pour les objets connectés type alarme, localisation d’objets, les TPE comme nous l’avons vu plus haut. Pour ce qui est de l’économie d’énergie ce n’est pas le nec plus ultra, mais là encore tout dépend du temps d’émission et de réception du système. Dans le cas d’utilisation de la société Connected Cycle, toute l’énergie nécessaire est fournie par le cycliste en chargeant une batterie. Cet exemple nous montre que la puissance consommée instantanée, comme dans le cas d’utilisation d’un réseau Sigfox, n’est pas forcément le seul critère de choix.
Venons-en aux réseaux bas débit type Sigfox, Qowision, LoRaWan. À ce jour seul Sigfox est en mesure de proposer une connexion sur leur réseau, nous arrivons ici sur du très bas débit 120bps et sur une rythme de 150 messages de 12 octets par jours soit environ un message toutes les 10mn. Si maintenant nous voulons avoir une idée du temps émission prenons le débit 12 octets d’information rajoutons un minimum de protocole d’identification en doublant le nombre d’octet soit 24*8bits à 120bps et à 150 messages par jour on a 240s d’émission par jour à 70mA soit une autonomie de 8 mois avec une pile type AAA de 1200mAh sans compter l’électronique pour formater le message du capteur ni le fait qu’une pile ne fournit jamais sa capacité toute théorique en énergie donc disons 6 mois. D’un autre côté nous avons pris une émission maximale du moins pour le système Sigfox on voit que si l’on réduit par deux le nombre d’émission on arrive à 1 an… Pourquoi insister sur ce genre de calcul, parce qu’encore une fois quel que soit le système utilisé, la consommation n’est pas seulement une question de système mais aussi de durée d’activité du système.
Nous nous proposons d’aborder dans un prochaine article d’autres aspects de l’IoT et cette fois encore nous aurons toujours un abus de langage en parlant d’IoT puisqu’il s’agira des aspects WEB serveur en réseau ou embarqué pour récupérer les données.