Quel est le fonctionnement de l’internet des objets (IdO) ?

Le mode de fonctionnement

L’Internet des objets représente un ensemble d’objets connectés servant à collecter et à échanger des données. Plusieurs architectures et approches permettant de déployer un système IoT existent. L’une des architectures les plus utilisées comporte cinq couches d’abstraction. Par exemple, supposons que nous déployons un système IoT pour surveiller le fonctionnement d’un champ d’éoliennes. L’architecture IoT suggérée pour ce projet pourra se présenter sous les formes suivantes :

1. Les objets : un objet connecté est un objet physique équipé d’un ou de plusieurs capteurs permettant de relever des données environnantes. Dans l’exemple de l’éolienne, l’objet sera équipé de capteurs pouvant collecter des données liées au fonctionnement du moteur (voltage, état du système, etc.), à la météo environnante (pression atmosphérique, niveau et direction du vent, etc.) afin de pouvoir les transmettre. Les objets connectés seront donc équipés d’unités de calcul permettant d’assurer la gestion primaire des données et des transmetteurs servant à connecter les objets au réseau.

2. Le périphérique de bord (edge device) : lorsque les objets sont localisés dans un environnement isolé et distant, les périphériques de bord offrent un environnement de calcul de proximité qui permet la gestion locale des objets, en l’occurrence les éoliennes, assurant ainsi une redondance applicative pour que les objets puissent opérer dans un environnement hors ligne.

3. Le hub (IoT Hub) : le hub est le chef d’orchestre des différents messages transmis et reçus par les objets connectés. Dans notre exemple, le hub IoT gérera, organisera et orchestrera les différents messages échangés entre toutes les éoliennes du champ. Ces messages pourront véhiculer les données collectées par les capteurs implantés et celles sur l’état du fonctionnement des éoliennes. Le hub permettra aussi la gestion de l’inventaire des objets qui y sont inscrits et les paramètres de connectivité.

4. La couche applicative: cette couche hébergeant l’ensemble des programmes informatiques qui aideront à l’exploitation informatisée du champ d’éoliennes contiendra :

   1. Un moteur de règles : des règles logiques orchestrant le fonctionnement des éoliennes seront créées. Afin de pouvoir désactiver les turbines si la vitesse du vent est inférieure à 14 km/heure, le programme informatique collectera les informations relatives à la vitesse du vent pour ordonner l’arrêt des éoliennes au besoin.
   2. Un gestionnaire d’interfaces : pour que les utilisateurs aient la possibilité de consulter en tout temps l’état des éoliennes, l’énergie qui y est produite, etc., la couche applicative contiendra un moteur d’interface graphique offrant une interface interactive et conviviale.

   3. Les autres applications : la couche applicative pourra contenir des connecteurs afin que l’utilisateur puisse interagir avec toute autre application.

5. La couche analytique: les données collectées par l’ensemble des objets connectés sont continuellement stockées et organisées dans une base de données analytique.

   1. L’analyse descriptive : avec les données collectées dans la base de données analytique, les utilisateurs pourront procéder à des analyses descriptives telles que l’évolution de la production d’énergie au cours des trois derniers mois, la différence de production entre les différentes éoliennes, le temps qu’elles prennent pour tourner à plein régime, etc.
   2. L’analyse prédictive : avec ces analyses prédictives, les utilisateurs seront en mesure de prédire un ensemble de variables (avec un certain degré d’incertitude). Par exemple, d’après les tendances historiques, les données relatives à la production d’énergie pourront servir à prévoir la quantité d’énergie qui sera produite dans un futur proche. Elles serviront aussi à détecter des anomalies et à prévoir d’éventuelles pannes d’éoliennes, améliorant ainsi le temps de réponse (p. ex. l’obtention de pièces de rechange, la réservation des agents de maintenance, etc.).

   3. Les autres analyses : la base de données analytiques est un acquis de données qui constituent un carré de sable permettant aux utilisateurs de procéder à de futures analyses descriptives, prédictives, prescriptives, etc.