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Architecture de l'Internet des Objets (IoT)
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Architecture de l'Internet des Objets (IoT)

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Questions and Answers

Quelles sont les trois couches de l'architecture élémentaire d'une solution IoT?

  • Couche perception, couche réseau, couche application (correct)
  • Couche transport, couche système, couche interface
  • Couche connectivité, couche stockage, couche visualisation
  • Couche perception, couche analyse, couche utilisateur
  • Quel dispositif est utilisé pour détecter un événement ou une grandeur physique dans le contexte des capteurs IoT? Un ___________

    capteur

    Que fait un actionneur dans un système IoT?

    convertit l'énergie électrique en mouvement ou énergie mécanique

    Les gateways sont utilisées pour relier les capteurs ou les nœuds de capteurs avec le monde extérieur.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quel type d'OS est généralement nécessaire pour les objets connectés en raison de leurs ressources limitées et de la nécessité de temps réel pour échanger des données avec le monde extérieur?

    <p>OS légers et orientés temps réel</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les caractéristiques importantes des objets connectés en termes de système d'exploitation? (Sélectionnez tout ce qui s'applique)

    <p>Faible consommation d'énergie</p> Signup and view all the answers

    Windows 10 IoT Core se positionne principalement comme un système d'exploitation destiné aux 'makers' dans le domaine des objets connectés.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quel système d'exploitation a été développé par ARM pour ses microcontrôleurs à cœur Cortex-M? ______.

    <p>mbed OS</p> Signup and view all the answers

    Associez les OS avec leurs descriptions:

    <p>FreeRTOS = Ancêtre des OS temps réel RIOT = Nouveau-né franco-allemand OpenEmbedded = Framework issu du monde de l'embarqué</p> Signup and view all the answers

    Quelle technologie a une portée d'environ 10 mètres et une bande passante entre 1 et 3 Mb/s?

    <p>Bluetooth</p> Signup and view all the answers

    Le NFC permet d'échanger un petit volume de données sur une distance rapprochée, souvent utilisé pour les paiements sans contact.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quelle technologie utilisez-vous pour surveiller votre diabète à l'aide de capteurs connectés au téléphone en Bluetooth?

    <p>DiabNext</p> Signup and view all the answers

    La technologie RFID est souvent utilisée pour l'__________ des marchandises dans divers secteurs.

    <p>identification</p> Signup and view all the answers

    Associez la technologie avec son domaine d'application principal:

    <p>Bluetooth = MedTech (médecine) Zigbee = IoT Wifi = Débit data élevé RFID = Identification</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les 4 principaux paramètres à prendre en compte lors du choix d'un réseau de communication sans fil pour les dispositifs IoT ?

    <p>Coût de déploiement</p> Signup and view all the answers

    Quelle technologie a été développée par SigFox pour son réseau LPWAN non cellulaire ?

    <p>bande ultra-étroite UNB (Ultra Narrow band)</p> Signup and view all the answers

    Le LPWAN assure uniquement une transmission unidirectionnelle des données.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Quelle association à but non lucratif promeut le LoRaWAN ?

    <p>The LoRa Alliance</p> Signup and view all the answers

    Associez les technologies LPWAN avec leurs acteurs principaux:

    <p>Sigfox = LPWAN non-cellulaire LoRaWAN = LPWAN non-cellulaire Nb-IoT = LPWAN cellulaire LTE-M = LPWAN cellulaire</p> Signup and view all the answers

    Quel était le premier microcontrôleur utilisé dans le prototype du Raspberry Pi avant d'être remplacé par la puce Broadcom BCM2835?

    <p>Atmel Atmega 644</p> Signup and view all the answers

    Quel est le microcontrôleur utilisé dans l'Arduino Uno et le Arduino Nano?

    <p>ATMega328P</p> Signup and view all the answers

    Le Raspberry Pi 4 se démarque par la suppression du port HDMI remplacé par deux ports micro-HDMI.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quel système d'exploitation est le plus populaire pour le Raspberry Pi?

    <p>Raspbian</p> Signup and view all the answers

    L'Arduino Leonardo utilise le microcontrôleur ATMega32U4 qui gère directement l'USB.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principal avantage du Raspberry Pi 3 A+ par rapport au Raspberry Pi 3 B+ ? Sa taille et son ___ sont plus réduits.

    <p>poids</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qu'une breadboard est particulièrement adaptée pour?

    <p>tester les montages</p> Signup and view all the answers

    Les ___________ contiennent les capteurs et les actionneurs de base pour commencer à bricoler.

    <p>kits de capteurs et actionneurs</p> Signup and view all the answers

    Associez les modèles de Raspberry Pi avec leur quantité de RAM:

    <p>Raspberry Pi 4 = 1 Go, 2 Go ou 4 Go Raspberry Pi 3A+ = 512 Mo DDR3 Raspberry Pi Zero WH = 512 Mo RAM</p> Signup and view all the answers

    Associez le type de plateforme de communication logicielle avec sa description:

    <p>Technicolor Qeo = Permet une parfaite interopérabilité entre les écosystèmes et applications de toutes marques. Google Weave = Permet de faire communiquer plus simplement les objets connectés dans le cloud.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'acronyme d'API en informatique?

    <p>APIA</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce que SOAP en termes d'API?

    <p>Simple Object Access Protocol</p> Signup and view all the answers

    Le protocole REST est principalement utilisé pour implémenter les API modernes.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quel est le format de données retourné par un API RESTful basé sur le JSON?

    <p>JavaScript Object Notation</p> Signup and view all the answers

    Quel verbe HTTP est utilisé pour accéder à une ressource avec une API RESTful?

    <p>GET</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les trois 'V' du Big Data?

    <p>Volume, Vitesse, Variété</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce que NoSQL signifie, en relation avec le Big Data?

    <p>Not Only SQL</p> Signup and view all the answers

    Associez les couches de sécurité logicielle pour les solutions IoT:

    <p>Couche matérielle = Débogage sur carte avec une interface JTAG Couche logicielle = Régie par des systèmes d’exploitation et des logiciels PC Couche de communication = Utilisation de mécanismes de cryptographie des messages</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Architecture IoT

    • L'architecture d'une solution IoT varie d'un système à l'autre en fonction du type de solution à mettre en place.
    • La couche de perception possède des capteurs et des actionneurs qui détectent et recueillent des informations sur l'environnement.
    • La couche réseau est responsable de la connexion, du transport et du traitement des données issues des capteurs et actionneurs.
    • La couche application est chargée de fournir à l'utilisateur des services spécifiques et des applications intelligentes.

    Composantes d'une solution IoT

    • Un objet (module-capteur)
    • Des capteurs et des actionneurs
    • Une passerelle (gateway)
    • Le cloud (informatique en nuage)

    Capteurs

    • Définition : un dispositif utilisé pour détecter un événement ou une grandeur physique et qui fournit un signal électrique correspondant.
    • Types de capteurs :
      • Capteurs à air (détectent le niveau de pollution de l'air en milieu urbain)
      • Capteurs de vibration (surveillent les vibrations et les conditions des matériaux dans les bâtiments, les ponts et les monuments historiques)
      • Capteurs de géolocalisation (détectent l'emplacement géographique d'un objet)
      • Capteurs médicaux (mesurent les données métriques vitales, la pression sanguine, le pouls, la température corporelle, etc.)

    Actionneurs

    • Définition :技术convertit l'énergie électrique en mouvement ou énergie mécanique.
    • Types d'actionneurs :
      • Hydrauliques (facilitent le mouvement mécanique en utilisant un fluide ou une puissance hydraulique)
      • Pneumatiques (utilisent la pression de l'air comprimé)
      • Électriques (utilisent l'énergie électrique)

    Microcontrôleur

    • Définition : un circuit intégré et compact qui comprend un processeur, une mémoire et des périphériques d'entrée et de sortie sur une seule puce.
    • Fonction : traiter les données brutes capturées par les capteurs et extraire des informations utiles.

    Passerelle (Gateway)

    • Définition : une combinaison de composants matériels et logiciels utilisés pour connecter un réseau à un autre.
    • Fonction : relie les capteurs ou les nœuds de capteurs avec le monde extérieur.

    Cloud Computing

    • Définition : un choix technologique (optionnel) qui permet d'alléger la charge de travail vers le Cloud et de faire des traitements locaux.
    • Types de cloud IoT :
      • IaaS : Infrastructure as a Service
      • PaaS : Plateforme as a Service
      • SaaS : Software as a Service

    Plateformes IoT

    • Définition : un ensemble de services permettant de collecter, stocker, corréler, analyser et exploiter les données.
    • Composants d'une plateforme IoT :
      • Module de gestion des périphériques
      • Stockage des données
      • Gestion des actions et traitement
      • Analytique
      • Visualisation

    Sécurité dans le Cloud

    • La sécurité dans le Cloud est une interaction complexe de technologies, de contrôles, de processus et de politiques.
    • Les risques de sécurité du cloud computing :
      • Perte de visibilité
      • Violations de conformité
      • ...### Absence de sécurité du Cloud et besoins de sécurité
    • Les menaces pour la cybersécurité continuent de s'accroître
    • La sécurité du Cloud est nécessaire pour prévenir les violations et les pertes de données
    • La sécurité du Cloud permet d'éviter les violations de conformité et de maintenir la continuité des activités

    Avantages de la sécurité dans le Cloud

    • Sécurité centralisée
    • Réduction des coûts
    • Administration réduite
    • Fiabilité accrue

    Meilleures pratiques pour la sécurité du Cloud

    • Choisir un fournisseur de confiance
    • Comprendre votre modèle de responsabilité partagée
    • Examinez vos contrats et accords de niveau de service (SLA) avec les fournisseurs de services en ligne
    • Former vos utilisateurs
    • Contrôle de l'accès des utilisateurs
    • Sécuriser vos points de terminaison (Endpoints) d'utilisateur
    • Maintenir la visibilité de vos services en ligne
    • Mettre en œuvre le cryptage
    • Mettre en œuvre une politique de sécurité de mots de passe forts
    • Utiliser un courtier en sécurité pour l'accès au Cloud (CASB)

    Réseaux et détections de proximité

    • Les réseaux IoT peuvent être classés en deux catégories : réseaux courte distance et réseaux longue distance
    • Les réseaux courte distance : Bluetooth, Zigbee, Wifi, RFID, NFC
    • Les réseaux longue distance : Réseau cellulaire, Satellite, LPWAN

    Les réseaux IoT courte distance

    • Bluetooth : technologie la plus grand public, démocratisée depuis le début des années 2000
    • Zigbee : protocole de communication similaire au Bluetooth, dédié à l'IoT
    • Wifi : permet un très important débit de données, consomme beaucoup d'énergie et sa portée est limitée
    • RFID : mode de connexion particulier, dédié à l'identification, peut être considéré comme un code-barre 2.0
    • NFC : technologie de communication sans contact, basée sur la RFID, fonctionne à très faible distance

    Les réseaux IoT longue distance

    • Réseau cellulaire : technologie qui équipe nos téléphones portables depuis 30 ans
    • Satellite : réseau qui reste encore l'unique solution pour les zones reculées
    • LPWAN : réseau dédié à l'IoT, qui permet de couvrir de vastes distances tout en maintenant une basse consommation

    LPWAN

    • Qu'est-ce que le LPWAN ? : Le LPWAN exploite le principe de réduire le débit des données, les données peuvent être envoyées plus loin tout en maintenant une basse consommation
    • Portée : de quelques km dans les zones les plus denses à des dizaines de km dans les zones rurales
    • Autonomie : Plusieurs années
    • Bande passante : De 0.1 à plusieurs centaines de kbits/sec
    • Principales technologies LPWAN : Sigfox, Lora, Nb-IoT et LTE-M### Les passerelles et les réseaux LPWAN
    • Les passerelles transmettent des données centralisées à un serveur cloud via des réseaux Ethernet, WiFi ou 3G/4G.
    • Les données sont ensuite transmises aux utilisateurs via Internet.

    LoRaWAN

    • Opère sur une plage de fréquences ISM sans licence, utilisant 868 MHz en Europe et 915 MHz en Amérique du Nord.
    • Assure une transmission de données bidirectionnelle et utilise une modulation à étalement de spectre appelée CSS (Chirp Spread Spectrum).
    • Offre un débit maximum de 22 kbits/s et une portée pouvant aller jusqu'à 5 km en zones urbaines et 15 km en zones rurales.

    LPWAN cellulaire

    • Les industriels utilisent traditionnellement les réseaux cellulaires classiques (2G/3G/4G) pour leurs applications M2M et IoT.
    • Les opérateurs et constructeurs télécoms ont proposé des solutions LPWAN basées sur leurs infrastructures réseaux existantes.
    • La 3GPP (3rd Generation Partnership Project) a développé de nouvelles technologies low-cost visant à améliorer les communications machines.

    Nb-IoT

    • Développé par Huawei et Neul, spécialiste de la connectivité IoT longue portée.
    • Utilise la bande de fréquence 200 KHz anciennement utilisée par le réseau GSM.
    • Offre une transmission bidirectionnelle avec un débit de données pouvant aller de 20 jusqu'à 250 kbits/s.

    LTE-M

    • Proposition de la 3GPP pour faire face à la demande croissante des industriels.
    • Permet une transmission de données à des débits faibles de l'ordre de la dizaine de bits/s et jusqu'à 1 Mbits/s.
    • Couvre un champ d'applications plus large que le Nb-IoT.

    Comparatif des technologies LPWAN

    • Sigfox : 10 km en zones urbaines, 50 km en zones rurales, débit de 100 bits/s, consommation d'énergie faible, coût de déploiement élevé, pas de roaming actif, sécurité moyenne, pas de FOTA (firmware over-the-air).
    • LoRaWAN : 5 km en zones urbaines, 15 km en zones rurales, débit de 22 kbits/s, consommation d'énergie faible, coût de déploiement moyen, pas de roaming actif, sécurité moyenne, FOTA possible.
    • Nb-IoT : 1 km en zones urbaines, 10 km en zones rurales, débit de 20-250 kbits/s, consommation d'énergie faible, coût de déploiement élevé, roaming actif, sécurité élevée, FOTA possible.
    • LTE-M : 0.4 km en zones urbaines, 8 km en zones rurales, débit de 1 Mbits/s, consommation d'énergie moyenne, coût de déploiement élevé, roaming actif, sécurité élevée, FOTA possible.

    Le Raspberry Pi

    • Est un nano-ordinateur de la taille d'une carte de crédit.
    • Équipé d'un microprocesseur ARM, de mémoire RAM, d'une carte vidéo, d'une carte Ethernet, du Wi-Fi et du Bluetooth.
    • Utilisé pour l'apprentissage de la programmation et la création de projets électroniques.

    Les différents modèles de Raspberry Pi

    • Raspberry Pi 4 : le plus puissant, équipé d'un processeur Broadcom BCM2711, disponible avec 1, 2 ou 4 Go de RAM.
    • Raspberry Pi 3 A+ : moins puissant, équipé d'un processeur Broadcom BCM2827B0, disponible avec 512 Mo de RAM.
    • Raspberry Pi Zero WH : le plus petit et le moins cher, équipé d'un processeur Broadcom BCM2835, disponible avec 512 Mo de RAM.

    Les accessoires pour Raspberry Pi

    • Indispensables : carte SD, alimentation, câble HDMI.
    • Optionnels : boitier, clavier, souris.

    Les systèmes d'exploitation pour Raspberry Pi

    • Raspbian : la référence, basé sur Linux Debian.
    • Windows 10 : disponible pour les versions plus récentes.
    • Les distributions pour Media Center : OSMC, LibreElec.

    Présentation de l'Arduino

    • Une petite carte programmable, au format carte bancaire.
    • Utilisée pour apprendre l'électronique, le codage et le fonctionnement des objets courants.

    Composants de l'Arduino

    • Communication et alimentation : prise USB, prise Jack.
    • Connecteurs d'entrées/sorties : permettent à l'Arduino de communiquer avec des composants électroniques.
    • Microcontrôleur : le cerveau de l'Arduino, intègre le processeur, la mémoire vive et la mémoire de stockage.
    • Oscillateur ou quartz à 16 MHz : optionnel, augmente la fréquence de l'Arduino.

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    Description

    Découvrez les différentes couches de l'architecture IoT, de la perception à la réseau et au traitement des données, et comment elles interagissent pour collecter et analyser les informations de l'environnement.

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