Les objets connectés fonctionnent grâce à une combinaison de capteurs, de microcontrôleurs, de réseaux sans fil et de logiciels.
Les capteurs sont utilisés pour collecter des données, comme la température, l’humidité, la luminosité, la pression, le mouvement, la géolocalisation, etc. Les microcontrôleurs sont des puces électroniques programmables qui sont utilisées pour traiter les données collectées par les capteurs et pour contrôler les actions des objets connectés.
Réfrigérateurs, compteurs de gaz, pacemakers (des stimulateurs cardiaques), mais aussi voitures, caméras de surveillance ou encore machines-outils : les objets connectés seront plus de 20 milliards sur le globe en 2020 !
Mais pourquoi inventer une nouvelle solution de connectivité alors qu’il existe déjà le Wi-Fi, le Bluetooth, et surtout, le réseau mobile GSM ?
Que ce soit dans des projets de ville intelligente, d’agriculture connectée, d’industrie 4.0 ou de logistique, ces dispositifs sont en effet chargés de transmettre des informations basiques comme une température, une adresse GPS ou une alerte de panne. Le réseau pour fonctionner a besoin d’un nombre d’antennes dix fois moins que pour un réseau GSM classique et il utilise des bandes de fréquences gratuites.
Ces réseaux sans fil dit «bas débit» s’appuient pour la plupart sur la même fréquence radio (868 MHz) qui présente deux atouts indéniables : elle est libre d’utilisation et gratuite !
Car elle est également utilisée par des entreprises qui, plutôt que de passer par une offre publique d’opérateur, préfèrent monter leur propre réseau pour objets connectés, que ce soit sur un périmètre local ou national. Une option rendue possible par le fait que ces réseaux bas débit s’appuient sur des technologies rustiques ne demandant pas de grands investissements. Construire un réseau ne nécessite aucune autorisation préalable.
Par contre, il faut considérer les objets connectés avec la même prudence qu’un ordinateur. Pour tous les objets connectés, vous pouvez remplacer le mot “intelligent” par “vulnérable”. Les risques ne sont pas différents de ceux régulièrement cités pour l’Internet : détournement de fonds, vol de données, d’identifiants ou de moyens de paiement, rançonnement, espionnage…
Les réseaux, même à bas débit, ne sont pas à blâmer pour autant. Le niveau de sécurité est celui du maillon le plus faible de la chaîne, laquelle comprend les objets connectés, le réseau qui les connecte, la plate-forme qui recueille les données, l’application qui traite ces données et le service qui est proposé au client. Point positif en la matière pour les réseaux bas débit tels Sigfox, Qowisio ou LoRa, pour des raisons techniques compliquées d’utilisation des fréquences, ils seraient bien plus difficiles à brouiller qu’un signal GSM ou Wi-Fi. A l’inverse, il est difficile de chiffrer les données qui transitent sur ces réseaux, car cela nécessite des capacités de calcul importantes et qui consomment trop d’énergie pour les capacités des objets connectés.
La meilleure des préventions reste l’utilisation de bonnes pratiques et, pour les fabricants d’objets connectés, de faire certifier leurs produits avec la procédure adaptée.
Les éléments technologiques essentiels pour le fonctionnement des objets connectés sont les suivants :
- Capteurs : Les capteurs sont des dispositifs qui convertissent les grandeurs physiques, telles que la température, l’humidité, la pression, la luminosité, le mouvement, la géolocalisation, etc., en signaux électriques qui peuvent être traités par les microcontrôleurs des objets connectés.
- Microcontrôleurs : Les microcontrôleurs sont des puces électroniques programmables qui sont utilisées pour traiter les données collectées par les capteurs et pour contrôler les actions des objets connectés. Les microcontrôleurs peuvent être programmés avec des langages de programmation tels que C, C++, Python ou Java.
- Réseaux sans fil : Les réseaux sans fil, tels que le Wi-Fi, le Bluetooth, le Zigbee, le Z-Wave, le LoRa, etc., sont utilisés pour connecter les objets connectés à Internet ou à d’autres objets connectés. Les réseaux sans fil permettent également aux objets connectés de communiquer entre eux et d’échanger des données en temps réel.
- Protocoles de communication : Les protocoles de communication, tels que MQTT, CoAP, HTTP, etc., sont utilisés pour définir la manière dont les objets connectés échangent des données entre eux et avec les applications qui les contrôlent. Les protocoles de communication permettent de garantir la fiabilité, la sécurité et l’efficacité de la communication entre les objets connectés.
- Logiciels : Les logiciels, tels que les applications mobiles, les systèmes d’exploitation embarqués et les plateformes cloud, sont utilisés pour contrôler, surveiller et analyser les données collectées par les objets connectés. Les applications mobiles permettent aux utilisateurs de contrôler les objets connectés à distance, de recevoir des alertes en temps réel et de visualiser les données collectées. Les systèmes d’exploitation embarqués, tels que FreeRTOS, Linux ou Android Things, sont utilisés pour exécuter des programmes sur les microcontrôleurs des objets connectés. Les plateformes cloud, telles que AWS IoT, Azure IoT ou Google Cloud IoT, sont utilisées pour stocker et analyser les données collectées par les objets connectés.
En somme, les éléments technologiques clés pour le fonctionnement des objets connectés sont les capteurs, les microcontrôleurs, les réseaux sans fil, les protocoles de communication et les logiciels, qui permettent de collecter, traiter, communiquer et analyser les données en temps réel.