En quoi consiste l'IoT

Si vous vous tournez vers Wikipedia à la recherche d'une définition du terme «Internet des objets», vous pouvez voir ce qui suit:

L'Internet des objets (Internet des objets, IoT) est le concept d'un réseau informatique d'objets physiques («choses») équipé de technologies intégrées pour interagir les uns avec les autres ou avec l'environnement extérieur, considérant l'organisation de ces réseaux comme un phénomène qui peut reconstruire les processus économiques et sociaux, exclure la nécessité d'une participation humaine d'une partie des actions et des opérations.

Dans cet article, je voudrais examiner les moyens par lesquels exactement «les choses» cette idée peuvent être réalisées dans notre monde et les façons dont ils peuvent interagir les uns avec les autres ou avec l'environnement extérieur.

Les éléments de base sont divisés en plusieurs types: capteurs, actionneurs et portes.

Capteurs

Il est peut-être inutile d'expliquer le sens et le but de ce type d'élément. Ce n'est pas différent des modèles standard: une variété de thermomètres, microphones, caméras et des dizaines d'autres appareils moins courants. Certains d'entre eux peuvent être vus dans l'image du kit de démarrage des capteurs pour Arduino:

Actionneurs

Ce type d'élément est destiné à affecter l'environnement ou un objet spécifique qu'il contient. Ce rôle peut être joué par une grande variété d'appareils: des servos et haut-parleurs aux serrures (bien sûr, électroniques) avec des appareils d'éclairage.

Portes

Ce sont des dispositifs qui se voient généralement attribuer la logique d'une analyse de surface des informations provenant des capteurs qui leur sont connectés. Dans certaines situations, l'analyse des données peut nécessiter une petite quantité de ressources informatiques, de sorte que les portes sont tout à fait capables de prendre certaines décisions par elles-mêmes. En prenant de telles décisions, ils envoient certaines commandes aux actionneurs qui, à leur tour, remplissent déjà leurs fonctions.
Si le traitement des informations est coûteux ou si ces informations doivent être collectées, les portes les envoient au serveur, où des travaux supplémentaires sont effectués. Il est fort probable que des micro-ordinateurs (ci-dessus) ou des microprocesseurs (ci-dessous) seront utilisés comme portes:





Afin de construire un système de surveillance, il suffira d'utiliser uniquement des capteurs et un serveur, qui agira comme une porte. Par exemple, grâce au capteur de mouvement et à la «framboise» conditionnelle, il est possible d'organiser facilement le comptage du nombre de personnes passant par une sorte de passage.

En ajoutant un actionneur en face d'un haut-parleur à un modèle précédemment construit, il est possible de s'assurer que le passage de chaque nième passage soit entendu par des fanfares majestueuses.

Donc, compliquer la conception d'une telle cellule peut être assez long. Cependant, à un certain point, il sera inévitablement nécessaire de stocker à long terme les statistiques collectées, leur analyse, leur visualisation, etc. Ici, vous aurez besoin de serveurs à part entière auxquels vous pourrez déléguer ces responsabilités. Ces serveurs forment ensemble des nuages ​​auxquels les portes sont connectées.

Le transport

Maintenant qu'il est plus ou moins clair quels appareils sont utilisés pour créer l'infrastructure, vous pouvez voir comment ces appareils interagissent les uns avec les autres. Comme vous pouvez le voir sur la première image, il existe 2 groupes conditionnels - le cloud et la périphérie.

Les cellules constituées des types d'appareils ci-dessus, comme vous pouvez le voir, sont à la périphérie et utilisent des protocoles de communication spéciaux pour la communication. Les plus courants sont LoRa et ZigBee. Ces deux réseaux sont très lents en comparaison, par exemple, avec la 4G ou même la 3G, mais ils ont aussi leurs avantages.

L'un des principaux est leur efficacité énergétique. Le fait est que l'idée de l'Internet des objets est de créer un environnement d'appareils qui communiquent entre eux sans intervention humaine. Il convient de noter que dans certains cas, il ne sera pas possible d'éviter complètement l'intervention humaine. Par exemple, dans le système de comptage du nombre de personnes qui sont passées, il y a un capteur de mouvement. Lui, comme tout autre appareil électrique, a besoin d'énergie. Conduire des fils alimentés par chacun de ces capteurs (s'il y en a plus de 5 et qu'ils sont très dispersés dans l'espace) ne semble pas être une bonne idée. En conséquence, ils fonctionneront sur piles ou accumulateurs. Si la consommation de charge est excessive, ils devront changer les piles assez souvent. Et cela conduira à ce que l'Internet des objets essaie de s'éloigner - il faudra que quelqu'un remplace ces piles. Mais si les capteurs sont éconergétiques, il suffira d'insérer la batterie et de l'oublier pendant un an, deux, cinq, etc.

Un autre avantage de ces réseaux est leur grande immunité au bruit. Chaque bit d'information dans ces réseaux est envoyé par un signal radio séparé, il est donc assez facile de le distinguer de l'arrière-plan du bruit de diffusion.

Une petite comparaison de LoRa et ZigBee

Caractéristiques comparatives clés
Topogie	l'étoile	simple et maillé
Gamme de fréquences (varie selon les pays)	2,4 GHz, 868/915 MHz, 433 MHz, 169 MHz	2,4 GHz, 915 MHz, 868 MHz
Nœuds de réseau	station de base hôte	routeur coordinateur (l'un des routeurs) hôte
Gamme en espace ouvert	10 à 15 km	~ 500 m (selon la puissance de l'émetteur)
La vitesse	0,3 - 50 kbps	5 à 250 kbps

Mais entre la périphérie et le cloud, ainsi qu'à l'intérieur du cloud, ils utilisent généralement le wi-fi familier et familier avec les réseaux ethernet, cellulaires et satellites, etc.

Comparaison de différents types de réseaux en fonction de la vitesse et de la portée

Conclusion

Maintenant, après avoir examiné le dispositif des réseaux Internet des objets, on peut dire avec certitude qu'en termes de matériel il n'y a rien de mystérieux et de compliqué. Quiconque peut acheter des composants assez bon marché aujourd'hui et écrire du code en quelques lignes peut créer un réseau IoT simple. Cependant, afin de développer et de mettre en œuvre des projets sérieux, tels que la mise en œuvre du concept d'une maison intelligente ou même d'une ville intelligente, vous devez faire un énorme effort. Après tout, pour que tous ces appareils fonctionnent ensemble, vous avez besoin d'une plate-forme qui peut contrôler tous les processus en cours.

N'oubliez pas non plus que d'autres technologies peuvent être utilisées dans les nuages ​​de l'Internet des objets pour aider à révéler son potentiel dans une plus large mesure. Il peut s'agir de BigData, BlockChain et de réseaux de neurones d'apprentissage automatique. Mais chacune des dernières technologies répertoriées est un vaste domaine distinct des sciences informatiques (et pas si).