Cet article fait partie de notre guide: Plateformes IoT Industriel : comment choisir ?

IoT : comment intégrer les protocoles de connectivité existants

Les responsables informatiques déploient des objets connectés pour collecter et connecter des données. Cependant, l’absence d’un protocole de connectivité unique provoque un manque d’interopérabilité entre les appareils et les applications.

De nombreux protocoles utilisés avec des équipements IoT existent depuis des décennies, mais les professionnels de l’IT ne savent peut-être pas ceux qui sont disponibles et comment mixer les technologies dans le cadre d’un projet IoT.

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Les matériels et logiciels plus anciens dont les communications reposent sur une faible puissance et couvrent de courtes distances peuvent servir efficacement les déploiements IoT.

Certains des premiers protocoles tels que le standard X10 et la norme propriétaire Insteon fonctionnent à la fois par radiofréquence et par courant porteur. Ces deux types de connectivité sont populaires dans la domotique et des applications de sécurité utilisées par des PME ou des succursales. Ces protocoles existants peuvent également servir aux DSI dans le cadre de leurs projets IoT.

Quels sont les anciens protocoles IoT utilisables ?

Le Wi-Fi est rapidement devenu le protocole par défaut pour connecter des thermostats et des sonnettes de porte. Le Bluetooth, lui, suscite un fort intérêt pour localiser des biens, suivre les mouvements de marchandises au sein des entrepôts ou la navigation dans les bâtiments.

Défini par l’alliance Zigbee, le protocole Zigbee dépend de la norme IEEE 802.15.4. Son architecture fait de lui un candidat intéressant dans le cadre d’un déploiement IIoT. Par ailleurs, le standard de maillage (Mesh) JupiterMesh conçu par la Zigbee Alliance est prévu pour répondre aux exigences des réseaux industriels.

Les protocoles existants sont limités

Malgré la variété du choix de protocoles existants, trois facteurs peuvent être considérés comme des freins dans leur adoption :

  1. Il n’existe pas une norme unique pour un protocole de connectivité, ce qui signifie que les éditeurs ont produit leur propre modèle de réseaux IoT propriétaires, créant ainsi un risque majeur si un vendeur fait faillite. Amazon, Apple, Google et la Zigbee Alliance ont constitué un groupe de travail pour tenter de régler ce problème.
  2. Les frameworks de développement disponibles ne dépendent pas de standards. Chaque Hub de connectivité dispose de sa propre boîte à outils de programmation allant de simples règles à des API complexes. Il en résulte que les applications IoT développées pour un hub ne sont pas compatibles avec les autres disponibles sur le marché. L’initiative All Hubs vise à standardiser le développement de ces passerelles de connectivité entre les équipements et les applications.
  3. La distance de connexion est la question qui a brisé le mythe populaire d’un univers rempli de capteurs disponibles pour tout le monde depuis Internet. De nombreux protocoles réseau dédiés à la domotique ne couvrent pas un logement sans placer de répéteurs. Couvrir un immeuble de bureau, un campus ou une usine demande finalement une ingénierie réseau considérable. AWS entend pallier les défauts du Wi-Fi avec son LPWAN propriétaire Sidewalk basé sur la bande de fréquence 900 MHz, la même utilisée par Sigfox et LoRa aux Etats-Unis.

Comment choisir un protocole de connectivité existant

Même aujourd’hui, les protocoles de connectivité existants peuvent beaucoup aider s’ils sont adoptés intelligemment. Dans le cadre d’un déploiement greenfield, la construction d’une nouvelle usine par exemple, il convient de choisir un seul protocole IoT et ne pas les mélanger. Les initiatives visant à remédier aux limitations des standards existants pourraient à terme faciliter la combinaison des capteurs, des contrôleurs et des hubs. Pour l'instant, la multiplicité des technologies ne ferait que rendre l'intégration plus compliquée.

Si une application IoT dépend de plusieurs protocoles, envisagez de passer en revue les outils qui peuvent harmoniser différents protocoles IoT au sein d’une seule installation comme Dotdot, une couche applicative issue de la Zigbee Alliance. Les outils d'harmonisation ne peuvent pas partager différents protocoles sur un même hub IoT, à moins que celui-ci ne le supporte.

Il vaut mieux diviser les composants IoT par domaine et par application plutôt que de créer de grands réseaux IoT. Trop d’éléments matériels et logiciels connectés à la même couche de device management réduisent l’efficacité de la gestion. Par ailleurs, certains hubs (dépendant d’une station de base, d’une passerelle IoT et d’un portail d’administration) peuvent limiter le nombre d’éléments hébergés. Chaque domaine ou secteur devrait avoir son hub IoT et, quand cela est possible, les entreprises devraient utiliser les mêmes hubs.

Si une organisation utilise différents protocoles existants et que le RSI ne peut pas les remplacer, il aura besoin d’une plateforme pour contrôler chaque groupe d’objets connectés. Que la DSI puisse ou non unifier ses solutions sur un seul protocole, elle aura besoin de plusieurs hubs dans un système IoT. Les applications IoT ont besoin d’une couche supplémentaire, une plateforme, pour les réunir sinon les données ne seront pas accessibles depuis un même endroit. Par ailleurs, une plateforme IoT permet d’unifier ces informations et faciliter la gestion de tous les équipements connectés.

Les passerelles IoT s’intègrent à une plateforme via des API spécifiques. Certains hubs vont proposer une interface ascendante (northbound) pour faciliter l’intégration de plusieurs hubs, mais la plupart prendront en charge des API vers les smartphones. Certaines API peuvent être détournées pour supporter des intégrations au niveau de l’application. Cela permet de voir chaque événement, chaque paquet de données et de les piloter depuis l’interface de programmation. Sans cela, il est impossible de créer une couche d’unification. Dans le cas contraire, remplacer les gateways, les stations de bases et le portail d’administration devient inévitable pour poursuivre le projet.

Dans l’idéal, une plateforme IoT fonctionne avec différents hubs. Toutefois, les données et les équipements doivent être pilotables depuis le portail d’administration du hub.

La couche applicative sera chargée d’embarquer les nouvelles technologies IoT, notamment celles basées sur la 5G ou l’accès aux capteurs publics. DotDot peut fournir un modèle de couche logicielle unifiée pour l’IoT.

La chose la plus importante à retenir dans l'élaboration d'un projet IoT incluant les technologies existantes est de rendre les applications agnostiques des capteurs et des gateways. Il faut créer des couches d’abstractions qui sont ensuite mises en correspondance avec les objets physiques en isolant l'application de la combinaison de technologies et d’équipements. Cette même étape préparera les organisations au futur de l’IoT.

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