Soutenance mémoire
De nos jours, des millions de personnes utilisent l’Internet pour divers usages : de la recherche d’informations sur le Web au jeu en ligne; de l’envoi et de la réception de courriels à des applications sociales et de nombreuses autres activités. Alors que des millions d’appareils nous offrent ces possibilités, un grand pas en avant est fait en ce qui concerne l’utilisation d’Internet en tant que plateforme mondiale permettant aux objets du quotidien de se coordonner et de communiquer entre eux. Et de ce point de vue est né l’Internet des objets (IoT). L’IoT a gagné une part importante de l’esprit, et encore moins de l’attention, dans le milieu universitaire et dans l’industrie en particulier au cours des dernières années. Les raisons de cet intérêt sont les capacités potentielles que l’IoT promet d’offrir. Sur le plan personnel, il brosse une image d’un monde futur où toutes les choses dans notre environnement ambiant sont connectées à l’Internet et communiquent de façon transparente entre elles pour fonctionner intelligemment. Le but ultime est de permettre aux objets autour de nous de capter efficacement notre environnement, de communiquer à peu de frais et de créer un meilleur environnement pour nous, un environnement où les objets quotidiens agissent en fonction de ce dont nous avons besoin sans instructions explicites.
Evolution historique de l’Internet des objets
L’Internet des objets est un concept concrétisant la vision de l’informatique ubiquitaire telle qu’imaginée en 1991 par Mark Weiser, où la technologie s’efface peu à peu dans l’environnement des utilisateurs, intégrée naturellement à l’intérieur des objets du quotidien. La technologie n’est plus alors représentée par un objet unique, l’ordinateur personnel, mais se présente au contraire sous la forme d’appareils spécialisés et simples d’emploi, capables de communiquer au travers de plusieurs types de réseaux sans fil : liseuses numériques, télévisions et montres connectées, ordinateurs de bord, téléphones intelligents, etc. À l’origine, le terme Internet des objets a été utilisé pour la première fois en 1999 par Kevin Ashton pour décrire des objets équipés de puces d’identification par radiofréquence (RFID). Chaque objet, identifié de manière unique et universelle, peut alors être rattaché à un ensemble d’informations le concernant, ces dernières étant lisibles par d’autres machines. Caractéristiques, état courant et position sont alors autant de métadonnées échangées entre les objets, formant un nouveau réseau qui leur dédié : l’Internet des objets. Le concept a toutefois évolué avec le temps et s’est généralisé vers une approche consistant à connecter un très grand nombre d’objets du quotidien au réseau Internet, les dotant ainsi d’une identité propre et leur permettant, entre autres, d’offrir des services et de collecter des informations de manière autonome [B1]. En ce qui concerne l’avenir, CisCo IBSG estime que 25 milliards d’appareils seront connectés à l’Internet d’ici à 2015 et 20 milliards, d’ici à 2020. Il est important de noter que ces estimations ne tiennent pas compte des progrès rapides d’Internet ni des avancées technologiques, mais reposent uniquement sur les faits avérés à l’heure actuelle [W1].
Définition de l’Internet des objets
L’Internet des objets sera le résultat de l’interconnexion du monde physique et d’Internet au moyen de capteurs mémoires, etc. Grâce à de telles structures, le réseau lui-même devient à la fois calculateur universel, mémoire universelle et bibliothèque ouverte de toutes les applications; en un mot, il devient le siège d’une nouvelle forme d’intelligence collective [B2]. Certains définissent l’Internet des objets comme des objets ayant des identités et des personnalités virtuelles, opérant dans des espaces intelligents et utilisant des interfaces intelligentes pour se connecter et communiquer. D’autres font l’hypothèse que l’IoT représente une révolution car il permet de connecter les gens et les objets n’importe où, n’importe quand, par n’importe qui. Ces définitions, qui mettent l’accent sur la dimension ubiquitaire de l’IoT, personnifient les objets en leur attribuant intelligence et capacité de communiquer. Elles ne reflètent pas encore la dimension concrète liée aux usages de l’IoT. Techniquement, l’Internet des objets est une extension du système de nommage Internet et traduit une convergence des identifiants numériques au sens où il est possible d’identifier de manière unifiée des éléments d’information numérique (adresses URL de sites Web par exemple) et des éléments physiques (comme une palette dans un entrepôt, ou encore un mouton dans un cheptel). Mais l’identification est directe grâce à l’utilisation d’un système d’identification électronique (puces RFID, processeur et communication Bluetooth, etc.). Il n’y a pas besoin de saisir manuellement le code de l’objet. Le réseau s’étend jusqu’à lui et permet ainsi de créer une forme de passerelle entre les mondes physique et virtuel [B3].
Les composants d’un modèle d’Internet des objets
Tous les composants sont classés ci-dessous sur la base d’un modèle à trois couches .
La couche 1, collecter et actionner
Cette couche se compose de :
• Les capteurs : ils détectent et répondent à un type d’entrée provenant de l’environnement physique en le convertissant en signaux numériques.
• Les actionneurs : ils exécutent des actions à des moments précis.
• End-devices : ils sont des petites cartes électroniques avec un microcontrôleur (µC) intégré qui a pour rôle de traiter les données venant du capteur et d’envoyer des commandes vers l’actionneur.
La couche 2, communiquer
Cette couche comprend :
• Les protocoles de communication.
• Passerelle : pour relayer l’information entre les End-devices et l’Internet.
La couche 3, visualiser
Cette couche comprend :
• Les plateformes IoT Cloud : conçues pour stoker et traiter des données volumineuses générées par les End-devices, et donnent la visualisation de ces données (tableau, graphe) pour les utilisateurs finaux.
• L’application software : fournit des interfaces graphiques (GUI) pour la surveillance et le contrôle des End-devices.
Domaines d’application de l’Internet des objets
Aujourd’hui la notion de l’Internet des objets est en pleine explosion du fait que l’existence des objets intelligents nous permet d’atteindre nos objectifs dans la vie quotidienne plus facilement. Ainsi, les domaines d’applications de l’IoT sont différents.
Nous pouvons affirmer que l’Internet peut être connecté à n’importe quel objet. De ce fait, les domaines d’applications de l’IoT sont nombreux. On cite ci-dessous quelques applications.
Ville intelligente
Une ville intelligente est une zone urbaine qui utilise différents capteurs de collecte de données électroniques pour fournir des informations permettant de gérer efficacement les ressources et les actifs. Cela comprend les données collectées auprès des citoyens, des dispositifs mécaniques, des actifs, traitées et analysées pour surveiller et gérer les systèmes de circulation et de transport, les centrales électriques, les réseaux d’approvisionnement en eau, la gestion des déchets, les systèmes d’information, les écoles, les bibliothèques et les hôpitaux. La technologie des villes intelligentes permet aux représentants municipaux d’interagir directement avec les infrastructures communautaires et urbaines et de surveiller la ville et son évolution. Les technologies de l’information et de la communication (ICT) sont utilisées pour améliorer la qualité, la performance et l’interactivité des services urbains, réduire les coûts et la consommation de ressources et accroître les contacts entre les citoyens et le gouvernement [B4].
|
Table des matières
Introduction
I Notions sur l’Internet des objets
I.1 Evolution historique de l’Internet des objets
I.2 Définition de l’Internet des objets
I.3 Les composants d’un modèle d’Internet des objets
I.3.1 La couche 1, collecter et actionner
I.3.2 La couche 2, communiquer
I.3.3 La couche 3, visualiser
I.4 Domaines d’application de l’Internet des objets
I.4.1 Ville intelligente
I.4.2 Domotique
I.4.3 Agriculture intelligente
I.4.4 Industrie intelligente
I.4.5 Santé intelligente
I.5 Les enjeux de l’Internet des objets
I.5.1 La sécurité
I.5.2 La protection de la vie privée des utilisateurs
I.5.3 L’hétérogénéité
I.5.4 L’interopérabilité
I.5.5 La virtualisation
I.5.6 La transparence
I.6 Le Web des objets, un niveau plus élevé
I.7 Internet des objets versus le Web des objets
I.8 Conclusion
II Étude de la partie matérielle et logicielle du projet
II.1 Présentation du projet
II.2 Étude de la partie matérielle
II.2.1 Les cartes de contrôle
II.2.1.1 Arduino Uno
II.2.1.1.a Caractéristiques
II.2.1.1.b Alimentation
II.2.1.1.c Mémoire
II.2.1.1.d Entrées et sorties numériques
II.2.1.1.e Broches analogiques
II.2.1.1.f Communication
II.2.1.2 WeMos D1 Mini
II.2.1.2.a Caractéristiques
II.2.1.2.b Broches d’entrée/sortie
II.2.2 Les capteurs
II.2.2.1 Capteur DHT11
II.2.2.2 Capteur MQ-2
II.2.2.3 Capteur HC-SR501
II.2.3 Le module ESP-01
II.2.3.1 Caractéristiques
II.2.3.2 Broches d’entrée/sortie
II.2.3.3 Les commandes AT
II.2.4 Point d’accès
II.3 Étude de la partie logicielle
II.3.1 L’environnement de développement Arduino
II.3.1.1 Structure d’un programme en Arduino
II.3.2 Application Web
II.3.3 Cloud Computing
II.3.3.1 Définition
II.3.3.2 Caractéristiques
III Étude des protocoles de communication
III.1 Protocoles de communication utilisés
III.1.1 Wi-Fi
III.1.1.1 Définition
III.1.1.2 Les modes d’opération
III.1.1.2.a Le mode ad hoc
III.1.1.2.b Le mode infrastructure
III.1.1.3 Pourquoi le Wi-Fi ?
III.1.2 HTTP
III.1.2.1 Définition
III.1.2.2 La requête HTTP
III.1.2.3 La réponse HTTP
III.1.2.4 Pourquoi le HTTP ?
Conclusion
Télécharger le rapport complet
