Qu’est-ce qu’une passerelle IoT ?
IoT est un terme anglais abréviation de Internet of Things, en français il se traduit par l’Internet des Objets ou IdO. Cependant on utlise plus couramment le terme anglais IoT.
Ces dernières années, le nombre d’appareils connectés à Internet a continué d’augmenter rapidement et la technologie de l’Internet des Objets est devenue courante dans divers secteurs et dans notre vie quotidienne. Pour utiliser cette technologie IoT, la communication entre les appareils ainsi que la collecte et l’analyse des données sont essentielles, et les passerelles IoT sont des dispositifs importants qui jouent ce rôle.
Les passerelles IoT sont chargées de collecter les données provenant de différents appareils et capteurs, de les convertir dans le format approprié et de les transmettre au cloud ou au centre de données. Inversement, elles reçoivent également des instructions du cloud ou du centre de données et transmettent les commandes appropriées aux appareils cibles. Cela améliore l’efficacité et la sécurité de l’ensemble du système IoT et permet un fonctionnement plus fluide.
Utilisations des passerelles IoT
Les passerelles IoT prennent en charge les systèmes IoT dans divers domaines. Quatre utilisations typiques sont énumérées ci-dessous :
1. Agriculture
De nombreux appareils IoT sont utilisés dans les exploitations agricoles, tels que les capteurs de sol et les robots de récolte. Ces appareils transmettent les données qu’ils collectent au cloud via des passerelles IoT.
Les agriculteurs peuvent ainsi surveiller à distance les informations sur le sol et les conditions de croissance, ce qui peut contribuer à améliorer l’efficacité des opérations agricoles.
2. Les transports
Les systèmes de transport intelligents doivent collecter et analyser des données provenant de divers capteurs installés sur les routes. La passerelle IoT sert d’intermédiaire entre ces capteurs et le réseau, ce qui permet aux centres de gestion du trafic d’avoir une vue en temps réel des données relatives au trafic routier.
3. Infrastructure énergétique
Les centrales électriques et les sous-stations ont installé des réseaux de capteurs pour surveiller les installations critiques. L’état de l’approvisionnement en énergie est géré et contrôlé sur la base des données collectées à l’aide de passerelles IoT.
4. Usines
Les capteurs IoT sont largement utilisés dans les chaînes de production des usines pour assurer le contrôle de la qualité. L’état de fonctionnement des équipements de production et les données relatives à la qualité des produits sont collectés via des passerelles IoT, puis contrôlés et analysés par le système de gestion de l’usine. Cela permet d’automatiser et d’améliorer l’efficacité de l’usine.
Principe des passerelles IoT
1. Réception des données
Les passerelles IoT reçoivent des données envoyées par des appareils et des capteurs. Les appareils et les capteurs sont ensuite connectés à la passerelle IoT à l’aide de technologies de communication sans fil telles que Bluetooth, Wi-Fi et ZigBee, ou de technologies de communication filaire telles que RS-232 et RS-485.
2. Conversion
Les passerelles IoT convertissent les données reçues dans le format et le protocole appropriés. Par exemple, les données envoyées par Bluetooth peuvent être converties en TCP/IP.
Les passerelles IoT peuvent également filtrer et agréger les données reçues. Par exemple, elles peuvent exclure les données indésirables ou combiner les données de plusieurs appareils ou capteurs en une seule.
3. Protection
Les passerelles IoT peuvent améliorer la sécurité et la fiabilité des données qu’elles reçoivent. Elles peuvent protéger les données à l’aide de méthodes telles que le cryptage et les signatures, et garantir la qualité des données à l’aide de méthodes telles que la détection et la correction des erreurs.
4. Transmission des données
Les passerelles IoT transmettent les données traitées à des serveurs dans le cloud ou sur site.
Autres informations sur les passerelles IoT
1. Le réseau de zone IoT
Un réseau de zone IoT est un réseau qui connecte des appareils IoT relativement proches les uns des autres. En général, les appareils situés dans un rayon d’environ 100 m sont ciblés pour la connexion.
Les appareils IoT connectés par un réseau de zone IoT sont reliés à l’internet via une passerelle IoT, qui fait office de pont entre le réseau de zone IoT et l’internet.
Les réseaux de zone IoT utilisent souvent les normes IEEE 802.15.4 telles que Zigbee, Bluetooth et Thread comme normes de communication. Ces normes ont été développées en tant que méthodes de communication à faible vitesse et à faible consommation d’énergie, adaptées aux appareils IoT.
En revanche, les normes à haut débit telles que Wi-Fi et Ethernet sont utilisées entre les passerelles IoT et l’internet.
Les avantages de l’utilisation des réseaux de zone IoT sont la réduction des coûts d’infrastructure et l’optimisation de la consommation d’énergie.
Les appareils IoT individuels connectés directement à l’internet génèrent un trafic important et consomment beaucoup d’énergie ; les réseaux de zone IoT permettent de gérer ensemble des groupes d’appareils IoT et d’éviter ces problèmes.
2. Informatique périphérique
L’informatique périphérique est un concept d’environnement informatique de traitement distribué.
Premiers systèmes IoT
Au départ, les systèmes IoT sont des systèmes centralisés sur serveur, dans lesquels toutes les données de terrain sont collectées directement ou via une passerelle IoT vers un serveur IoT, qui agrège les données collectées et effectue le traitement nécessaire.
Les systèmes centrés sur le serveur doivent traiter toutes les informations relatives aux données de terrain et exécuter également des fonctions de serveur, de sorte que les systèmes de grande taille rencontrent des problèmes de charge de réseau et de saturation des ressources pour le stockage et le traitement des données.
Derniers systèmes IoT
Grâce à l’amélioration des performances du matériel utilisé dans les dispositifs IoT et les passerelles IoT, il est désormais possible de fournir diverses fonctions en plus de la gestion du réseau local et des fonctions de conversion de protocole. Par conséquent, il est désormais possible d’effectuer le prétraitement possible à proximité de l’appareil de terrain, en minimisant l’interaction avec le serveur IoT, la charge sur le réseau et l’optimisation des données à communiquer.
De cette manière, les ordinateurs périphériques sont utilisés pour doter les dispositifs de terrain, ou les passerelles IoT placées à proximité, de fonctions de traitement et d’analyse des données plus avancées, en plus des fonctions de relais réseau classiques, afin de garantir que l’ensemble du système IoT, y compris le réseau, fonctionne de manière efficace.