Présentation IoT (Internet of Things) en lien avec le bac pro SN

1. IoT / IdO
Les Objets connectés
Web 3.0
Le protocole MQTT
22 – 26 juin 2017
LPO Mendes France Vitrolles
Guy SINNIG 1

2. De quoi s’agit-il ?
2
On parle d’objets connectés pour définir des types d’objets dont la
vocation première n’est pas d’être des périphériques informatiques* ni des
interfaces d’accès au web, mais auxquels l’ajout d’une connexion Internet
a permis d’apporter une valeur supplémentaire en terme de fonctionnalité,
d’information, d’interaction avec l’environnement ou d’usage.
Plus simplement :
Il s’agit de systèmes électroniques communicants qui produisent,
échangent, exploitent des données sur un réseau informatique (le plus
souvent Internet).
* Une imprimante n’est pas considérée comme un objet connecté (bien qu’elle le soit au sens
commun) dans la mesure où sa vocation première est d’être un périphérique informatique.

3. Dans quels secteurs ?
Santé
3

4. Dans quels secteurs ?
Transports
4

5. Dans quels secteurs ?
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Une carte SIM avec un abonnement « données »
=> Nous réparons votre machine à café avant que
vous ne sachiez qu’elle est en panne.
Domotique

6. Dans quels secteurs ?
Gestion et économie d’énergie
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7. Dans quels secteurs ?
Autres (sports, loisirs, montres, lunettes,
vêtements, …)
7

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Perspectives
des objets connectés
Evolution des objets connectés, par type (en milliards)
Objets connectables
via puces, étiquettes
intelligentes, …
Machines communicantes
autonomes M2M
( compteurs avec relevés à
distance)
Ordinateurs, tablettes,
smartphones

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Selon plusieurs études prospectives :
 à partir de 2018 :
• nous allons entrer dans l’ère du presque tout connecté,
• environ 500 millions de voitures seront connectées,
• plus d’un milliard de compteurs connectés seront déployés;
 à partir de 2020 :
• 15% de tous les objets seront connectés,
• environ 30% de toutes les données seront générées par des obj. connect.
 entre 2020 et 2025 :
• le nombre d’objets connectés devrait atteindre 500 milliards,
• chaque foyer devrait être équipé d’environ 500 objets connectés.
Perspectives
des objets connectés

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 Valeur / usages
• En se « connectant » un objet prend de la valeur.
• La valeur du service rendu grâce à cette connexion peut dépasser
la valeur de l’objet seul.
 Plateformes
• Tout objet connecté fera partie d’une communauté (d’objets).
 Données
• La donnée est l’élément clé du modèle économique des plateformes
d’échange.
Eléments clés
des objets connectés
Source : France stratégie

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Réseaux et plateformes
des objets connectés
Réseaux grande distance
Réseaux locaux
Réseaux de proximité
(ou domestiques )

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Aspects techniques
 Energie :
Les objets connectés sont souvent des objets mobiles => consommation
réduite
• µcontrôleurs ultra low power (souvent en mode sleep)
• production locale de l’énergie nécessaire (par exemple : EnOcean)
 Connexions :
Tous les types de connexion sont envisagés :
• Ethernet (ou fibre optique) pour les éléments fixes et/ou nécessitant
des flux de données très importants
• bus de terrain filaire
• sans fil (RF, WiFi, BLE, ZigBee, LiFi, 3G, 4G, … )
 Sécurité :
Identification et cryptage des données :
• paiement
• accès
• protection des données

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Aspects techniques
- Prototypage :
De très nombreux fabricants proposent des cartes de
prototypage IOT et des plateformes de développement

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Communication
Machine to Machine

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Les communications M2M d’hier
Communication
Machine to Machine

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Le monde des objets connectés d’aujourd’hui
Communication
Machine to Machine

17. 17
Communication
Machine to Machine

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Simple, efficace et économe en bande passante, ce
protocole de messagerie de type publish and
subscribe permet aux équipements M2M et aux
objets connectés de communiquer avec un serveur
centralisé appelé « broker » en échangeant des
données, sous forme de textes.
MQTT v3.1.1 est un standard OASIS.
(Organization for the Advancement of Structured Information Standards)

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21. 21

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paho prend en charge depuis 2012 les aspects liés aux
protocoles de communication entre équipements M2M
(ou IoT) et le cloud.
IBM a apporté une contribution significative au projet
avec MQTT.
paho fournit des bibliothèques pour différents
langages (C/C++, Java, Javascript, Python, Go, C# .Net)
Le projet paho (Open Source)

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Influence
des objets connectés
sur le Bac pro SN
 Un grand nombre d’objets connectés
• Les technologies, les connexions et les protocoles sont divers.
• Les logiques de paramétrage ne sont pas identiques.
• Les réseaux peuvent être très différents.
 Une obsolescence qui devient de plus en plus
rapide
• De nouveaux objets apparaissent en permanence.
• Les usages évoluent.
 Interopérabilité :
Les différents objets devront pouvoir s’interfacer entre eux => passerelles entre
les différents réseaux.

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Influence
des objets connectés
sur le Bac pro SN
 Il faut privilégier les méthodes et les principes généraux.
• Les objets mis en œuvre le sont à titre d’exemple.
 Il faut mettre en œuvre les principaux réseaux existants.
• Mettre en œuvre les trois niveaux des réseaux :
• grande distance (3G, 4G, …).
• Local (Ethernet, WiFi, ...).
• Proximité (Zigbee, Zwawe, Bluetooth, RFID, Modbus, Knx, …).
• Ne pas chercher l’exhaustivité.
• Echantillonner des objets significatifs.
• Privilégier des solutions ouvertes et/ou mises en œuvre par plusieurs fabricants
plutôt que des solutions propriétaires.
• Choisir des objets dans différents champs d’application liés aux options.
 Il faut mettre en œuvre des passerelles entre les
principaux réseaux existants.

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Objectifs du projet (fixés par ST) :
Projet STM32 Education
• Microcontrôleurs (STM32/STM8)
• Capteurs (gyroscope, accéléromètre, proximité)
• Connectivité (Bluetooth, RFID, Wifi)
• Programmation (sensibilisation, niveau intermédiaire ou avancé)
Promouvoir l’électronique dans l’enseignement du numérique à travers des circuits
de référence
Comprendre le besoin pour proposer des solutions adaptées à l’éducation
Primaire, collège, lycées, filières professionnelles, BTS, écoles ingénieurs, universités …
Développer le rayonnement local de ST
• Etablir des partenariats privilégiés
• Intéresser les jeunes aux métiers du numérique pour les emplois de demain
• Soutenir l’industrie française notamment dans notre région

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• Ultra-low-power STM32L4 Series MCUs based on ARM® Cortex® -M4 core
with 1 Mbyte of Flash memory and 128 Kbytes of SRAM, in LQFP100 package
• 64-Mbit Quad-SPI (Macronix) Flash memory
• Bluetooth® V4.1 module (SPBTLE-RF)
• Sub-GHz (868 or 915 MHz) low-power-programmable RF module (SPSGRF-868
or SPSGRF-915)
• Wi-Fi® module Inventek ISM43362-M3G-L44 (802.11 b/g/n compliant)
• Dynamic NFC tag based on M24SR with its printed NFC antenna
• 2 digital omnidirectional microphones (MP34DT01)
• Capacitive digital sensor for relative humidity and temperature (HTS221)
• High-performance 3-axis magnetometer (LIS3MDL)
• 3D accelerometer and 3D gyroscope (LSM6DSL)
• 260-1260 hPa absolute digital output barometer (LPS22HB)
• Time-of-Flight and gesture-detection sensor (VL53L0X)
• 2 push-buttons (user and reset)
Caractéristiques de la carte (1/2) :
Projet STM32 Education
STM32L4 Discovery kit IoT node

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• USB OTG FS with Micro-AB connector
• Expansion connectors:
• Arduino™ Uno V3
• PMOD
• Flexible power-supply options:
• ST LINK USB VBUS or external sources
• On-board ST-LINK/V2-1 debugger/programmer with USB re-enumeration capability:
mass storage, virtual COM port and debug port
• Comprehensive free software HAL library including a variety of examples, as part of
the STM32Cube package
• Support of a wide choice of Integrated Development Environments (IDEs) including
IAR™ , Keil® , GCC-based IDEs, ARM® mbed Enabled™
• ARM® mbed Enabled™ (see http://mbed.org)
Caractéristiques de la carte (2/2) :
Projet STM32 Education
STM32L4 Discovery kit IoT node

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Calendrier du projet :
Projet STM32 Education
- Janv. 2017 : constitution du groupe de travail EN.
- Mars – Mai 2017 : écriture du cahier des charges.
- Fin mai 2017 : livraison de la carte V1 (1 / établissement pilote).
- 27 juin 2017 : signature de la convention par M. le recteur.
- Juillet 2017 : livraison de la carte V1 ( env. 10 / établissement pilote).
- Sept. 2017 : compatibilité arduino.
- Oct. – nov. 2017 : compatibilité scratch.
- Janv. 2018 : production des ressources pédagogiques.

30. Projet DataLAB
Objectifs du projet : utiliser des IOT
pour produire des données,
mettre en œuvre un Data Lake
Un partenariat pour
développer de la
connaissance et de
l’innovation autour
de la donnée.
Membres
du LAB
Consultants
NODYA
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