Support de cours pour la formation de Miage M2 Option Energie (https://sites.google.com/site/m2miageenergie/) Cours de 3h qui a pour objet une réflexion sur les mutations actuelles du monde de l'énergie

1. Plateformes énergétiques
à l’horizon 2016
Christophe Saint-Marcel
MIAGE M2

2. • Demain: 60% des objets connectés seront achetés et utilisés
en entreprise [1]
• Aujourd’hui: plus de 300 plateformes IOT sur le marché [2]
• Hier: 1,7 millions de développeurs sur des projets liés à l’IoT
en 2014 [3]
Chiffres clés
MIAGE M2 St-Marcel 3

3. Device
Management
Data
Delivery
Les 2 piliers d’une plateforme IOT

4. Monitoring énergétique
MIAGE M2 St-Marcel 5
Measurement:
{
timestamp: 10h12,
shortName: Internal Temperature,
unity: °C,
value: 34
}
Measurement:
{
timestamp: 9h00,
shortName: Active Energy,
unity: kJ,
value: 0.054
}
Device:
{
name: sensor-1,
type: ZigBee
}
Gateway:
{
name: COMX_200_4
}
Device:
{
name: sensor-2,
type: Modbus
}
https://www.youtube.com/watch?v=U7GLNDY5Q0s
@Schneider-Electric

5. • Plug & Play : capacité pour une plateforme à dialoguer avec
de nouveaux équipements
• Instanciation retardée : capacité pour un logiciel d’être mis à
jour facilement après son déploiement, de manière à
répondre aux nouveaux besoins des clients ou à des
corrections
• Gestion à distance : capacité à gérer les mises à jour à
distance
Qualités dynamiques essentielles
MIAGE M2 St-Marcel 6

6. • Collecte
• Acquisition de données
• Nettoyage des données
• Monitoring énergétique
• Dashboards
• Applications mobiles et digitales
Services de base [4]
MIAGE M2 St-Marcel 7

7. • Machine Learning
• Algorithmes prédictifs
• Détection de panne
• Business Intelligence
• Reconstitution des flux d’énergie
• Prédiction des consommations
• Approches statistiques
• Business Process Management
• Optimisation des processus
• Réduction des coûts
Services avancés [4]
MIAGE M2 St-Marcel 8

8. • L’approche IAAS
• On construit sa propre solution à partir de briques Open Sources
et/ou interopérables [voir Requea https://www.requea.com/]
• L’approche PAAS
• On enrichit une une plateforme existante
Les stratégies
MIAGE M2 St-Marcel 9

9. Architecture type IAAS
MIAGE M2 St-Marcel 10

10. • Une application composite (ou mashup ou encore mash-up)
est une application qui combine du contenu ou du service
provenant de plusieurs applications plus ou moins
hétérogènes.
Mashup
Exemple de Paraimpu [https://www.paraimpu.com/]
MIAGE M2 St-Marcel 11

11. • Réutilisation par adaptation de services existants
• Intégration rapide
• Effort minimal et donc à faible coût
Mashup
Avantages
MIAGE M2 St-Marcel 12

12. Architecture
IOT Mashup
MIAGE M2 St-Marcel 13
Java
Gateway
[OSGiTM]
I
<<Times
Series
Database>>
<<Broker>>
publishes
<<ETL>>
subscribes
stores

13. • Opérateurs télécoms: Orange, Bouygues
• Pure Players: Eurotech, Xively
• Industriels: Schneider-electric, GE, Bosch
• Géants de l'IT: Amazon, OVH, IBM et Microsoft
Les acteurs PAAS
MIAGE M2 St-Marcel 14
http://www.postscapes.com/internet-of-things-platforms/

14. Application microservices
MIAGE M2 St-Marcel 15
Backend
Server
μs1 μs2 μs3
μs4
μs7
μs5 μs6
μs8 μs9

15. Focus
MIAGE M2 St-Marcel 16
μs2
Device
Service
Device
Storage
μs1
Gateway
Service
Gateway
Storage
μs3
Measurement
Service
Measurement
Storage

16. Service APIs
MIAGE M2 St-Marcel 17

17. • Approche agile (devOps)
• Petites équipes de développement
• Les microservices et leurs APIs doivent être gérés comme des
produits indépendants
Gestion des évolutions {1}
MIAGE M2 St-Marcel 18
μs3
Measurement
Service
Riak TS
μs3 bis
Measurement
Service
InfluxDB
μs2
Device
Service

18. μs3
Measurement
Service
GO - REST/JSON
Riak TS
μs3 bis
Measurement
Service
JAVA – REST/JSON
InfluxDB
• Solution Polyglotte
Gestion des évolutions {2}
MIAGE M2 St-Marcel 19

19. • Granularité fine de déploiement
• Pas de dépendance avec des outils/BD/serveurs
Gestion de la montée en charge
MIAGE M2 St-Marcel 20
μs3
Measurement
Service
Memory:512Mo
Disk: 2Go
Riak TS
μs3 bis
Measurement
Service
InfluxDB
μs2
Device
Service
Memory:128Mo
Disk: 1Go
μs3 bis
Measurement
Service
μs3 bis
Measurement
Service
μs3 bis
Measurement
Service
Memory:512Mo
Disk: 2Go
InfluxDB
InfluxDB
InfluxDB

20. • Mise en place de fonctionnements dégradés
Tolérance aux pannes
MIAGE M2 St-Marcel 21
μs3
Measurement
Service
Riak TS
μs3 bis
Measurement
Service
InfluxDB
μs2
Device
Service
μs3 bis
Measurement
Service
μs3 bis
Measurement
Service
μs3 bis
Measurement
Service
InfluxDB
InfluxDB
InfluxDB

21. Exemple de la plateforme Predix
MIAGE M2 St-Marcel 22
La solution Predix est basée sur la
plateforme Cloud Foundry, une
approche à microservices poussée par
la société Pivotal pour faciliter le
développement et le déploiement des
applications du futur
Chaque microservice délivre une
fonctionnalité vue comme un ensemble
de petits services indépendants qui
collaborent

22. Architecture générale
MIAGE M2 St-Marcel 23

23. Dashboards
MIAGE M2 St-Marcel 24

24. BuildPacks Predix
MIAGE M2 St-Marcel 25

25. Microservices
MIAGE M2 St-Marcel 26

26. CLI
MIAGE M2 St-Marcel 27

27. Predix Machine
MIAGE M2 St-Marcel 28

28. • Plateforme sur étagère avec fonctions d’acquisition de
données (store&forward)
• OSGiTM inside, le système de modules dynamiques pour Java
• Compatible avec les plateformes Raspberry Pi B et
BeagleBone Black
Edge computing
MIAGE M2 St-Marcel 29

29. • Lora et SigFox
• Longue portée
• Bas débit
Les incontournables du moment {1}
MIAGE M2 St-Marcel 30

30. • MQTT
• Fiable et performant
• Standardisation du protocole de transport
• Compatible avec beaucoup de langages
Les incontournables du moment {2}
MIAGE M2 St-Marcel 31
MQTT est le protocole phare du monde de l'IoT, standardisé par le
consortium Oasis auprès de l'ISO

31. • RabitMQ
• Mosquitto
• JoramMQ
• Broker Grenoblois, fiable et scalable, permet notamment de traiter
de très grands nombres de clients connectés et/ou de grands
volumes de données sur des infrastructures standard (700.000
clients connectés simultanément sur une machine virtuelle à 4
CPU).
Des brokers polyglottes
MIAGE M2 St-Marcel 32

32. 1. http://aruco.com/2015/02/objets-connectes-ventes-
entreprises-deloitte/
2. http://www.metiseurope.eu/l-energie-un-defi-pour-le-
digital_fr_70_art_30366.html
3. http://french-iot.tumblr.com/post/135767393826/10-
chiffres-%C3%A0-savoir-sur-linternet-des-objets
4. http://www.astrakhan.fr/LeLab/article/Id/Usages-et-co
nception-des-plateformes-IoT-22
5. http://iotfunda.com/building-blocks-of-iot-platforms/
6. http://iotfunda.com/top-15-popular-iot-platforms-2016-
complete-list/
Références
MIAGE M2 St-Marcel 33