TechCryptage de retour ... vers le Futur !
TechCryptage de retour … vers le Futur !
Panorama sur les Objets Connectés
En mode : Vol de l’aigle
Session du Samedi 21 Novembre à 14h
Objets connectés et Internet des objets
Il n’y a pas de définition officielle pour ces notions ‘New Tech’ mais voici la définition d’internet des objets que je trouve la plus complète et pertinente :
« L’internet des objets est un réseau de réseaux qui permet, via des systèmes d’identification électronique normalisés et unifiés, et des dispositifs mobiles sans fil, d’identifier directement et sans ambiguïté des entités numériques et des objets physiques et ainsi de pouvoir récupérer, stocker, transférer et traiter, sans discontinuité entre les mondes physiques et virtuels, les données s’y rattachant. »
*Définition piochée dans l’ouvrage « L’Internet des objets » Benghozi/Bureau /Massit-Folléa (Edition MSH)
Qu’allons nous aborder lors de cette session de TechCryptage ?
Technologies,
Infrastructures,
Applications,
Evolution
Objets connectés : à quoi ressemblera le futur ?
L’enjeu est considérable : l’objet connecté fera disparaître progressivement l’objet non connecté, et pose un problème de mutation des produits, des services, des processus, des individus.
Les objets connectés se multiplient, et si leur importance dans nos vies reste encore limitée, demain, ils pourraient fort bien faire partie intégrante de notre quotidien. Mais sous certaines conditions. Un bracelet, un frigo, une télévision, une voiture, des interrupteurs, une balance, des lampadaires, des poubelles, des feux rouges connectés… tous ces objets, autrefois creux, inertes, et désormais « intelligents » gardent aujourd’hui encore un petit côté “gadget”, mais demain …? Nous auront pas trop ce cette session pour comprendre comment l’Internet des Objets peut impacter notre Future.
Cerise sur le gâteau je vous proposerais de réaliser par vous même un objet connecté.
A très bientôt, à Samedi 21/11 14h
Contenu de la session de TechCryptage
SOMMAIRE DE LA PRÉSENTATION :
Les concepts clefs
Les technologies Objets
Typologie d’objets connectés
Les applications et services de l’Internet des Objets
L’infrastructure d’intégration
Les points sensibles: sécurité et confidentialité
Le projet Internet des objets
1) Les concepts clefs
Définition, périmètre de l’Internet des Objets et typologie d’objets connectés :
Machine-to-Person (M2P),
Machine-to-Machine (M2M),
Person-to-Person (P2P).
Les trois moteurs :
accélération du rythme d’innovation,
nouvelles formes d’interaction clients,
automatisation des processus.
Les quatre bénéfices escomptés :
modernisation de l’offre,
efficacité opérationnelle,
service au client,
collaboration avec l’entreprise.
Principaux impacts attendus sur l’offre, la diminution du « time to market », la valeur des services associés. Vers l’explosion des données et le « fog computing ».
Les domaines les plus impactés : santé, transport, énergie, distribution, industrie manufacturière.
Quels bénéfices dans un contexte de compétition exacerbée entre entreprises ?
Les compagnies ayant un fort acquis en IT seront-elles les premières bénéficiaires ?
Les composants de l’Internet des Objets : identification de l’objet, capteurs, connexion de proximité, intégration des systèmes, systèmes centraux pour le stockage et le traitement.
Au delà des objets connectés, les objets cognitifs, puis les objets « intelligents »
2) Les technologies Objets
> Les Processeurs
Miniaturisation extrême, consommation électrique minime, faible sensibilité aux perturbations.
Processeurs basse consommation Intel Quark, NVidia et ARM.
Co-processeurs de gestion des capteurs.
> Protocoles et Standards de Communications
Standardisation des protocoles :
,
IEEE,
Oasis,
The Physical Web (projet Google),
Allseen ,
IIC,
Thread Group,
Confluens,
etc.
Evolution d’IPv6 :
6LoWPAN (IPv6 Low Power Wireless).
Protocoles d’échange adaptés (MQTT).
Pico-réseaux :
Bacnet,
M-Bus,
Vanet (Vehicular Ad-hoc NETworks),
Bluetooth 4.1 et Smart.
WiFi 802.11ah
LiFi (via LED).
Solutions « radio » propriétaires :
Z-Wave et
ZigBee,
Ant+.
Les réseaux : « fibre optique » et 4G.
Cartes SIM universelles (Matooma, MobiquiThings).
Réseaux radio bas débit à couverture étendue (10 bps à 1 Kbps) :
Sigfox, (UNB Ultra Narrow Band - 868MHz)
LoRa (long range)
Capteurs et MEMS
MEMS, micro-sensors et actuators :
temperature,
pression,
inertie,
champs magnétique,
radiation,
microvalves,
micropompes (Bosch).
Demain Smart Dust, tatouages et nano-sensors.
Biométrie et sécurité :
TouchID,
FingerID,
Kill Switch.
Connecteurs d’objets au Net :
routeurs,
passerelles,
générateurs événements :
Triggers,
déclencheurs.
Du smartphone à iBeacon, Geominder.
Les étiquettes :
Radio-étiquettes (RFID, NFC),
étiquettes graphiques (QR Code),
SMS, virtuelles (GPS/URL).
Vers une standardisation EPC (Electronic Product Code) ?
Détection des mouvements :
Kinect,
Leap,
Myo,
des yeux (Tobii),
du doigt (Tengi), et
ostéophonie.
Reconnaissance de la parole :
Siri,
Google Now,
Cortana et traitement d’images.
Commande vocale (Wit.ai). Biométrie.
Réalité augmentée :
Hololens,
Oculus Rift.
Les périphériques :
Smart fabrics et Impression 3D,
Caméra & scanner 3D (Intel) et 360° (Giroptic),
Wireless Power (QI).
Systèmes
OS :
iOS,
Linux,
Androïd Wear,
Windows Embedded).
OS temps réel et spécialisés :
QNX,
WindRiver,
TinyOS,
LiteOS).
Développement logiciel pour objets connectés :
Eclipse Mihini
Lua (langage script),
Koneki (simulation et test) et
Paho (Messaging).
Standard d’interface :
Google Fit.
Une offre Microsoft à venir ?
micro CPU et micro contrôleur :
Intel Galileo,
Edison & Curie,
Microsoft Sharks Cove,
Rasperry Pi,
BeagleBone,
Arduino …
3) Typologie d’objets connectés
Cette partie effectue un panorama complet et actualisé des objets connectés et des dispositifs existants sur le marché.
Les objets grand public portés (« wearable »)
Personnels :
Lunettes (Google Glass), lentilles de contact, bijou. Montre (Apple Watch, Galaxy Gear) via smartphone ou autonome (Intel). Chaussures, fourchettes (Hapifork), sextoys (Durex), aspirateurs-robot (i-Robot). Surveillance des enfants (Belkin), personnes agées (ZCare), chiens-chats (Pet Remote).
Santé : Mesure diabète, pression artérielle, ECG, stress, sommeil, indice UV, activité cérébrale, radiations, etc. Brosse à dents et orthodontie. (Qardio, Mercurochrome, Netatmo, Omron, Epson, HeartMath). Textile & T-shirt mesurant les paramètres vitaux (Citizen Sciences).
« Quantified self » et Fitness :
niveau d’effort, balance (Adidas, Reebock, Polar, Withings, Fitbit, Jaybird)
Fun :
robots et drones (Parrot)
Les objets grand public installés
Domotique :
thermostats (Nest), interrupteurs, électroménager, sécurité intrusion- incendie, météo, pot de fleur (Qualcom, Parrot, Sense).
Voiture :
Contrôle et gestion du véhicule (Autosar), sécurité (e-call), V2X (détection Vehicle to X) dont V2V (prévention des collisions), Services connectés via 4G.
Les objets « relais »
Routeurs / passerelles (Smart TV Box, Voiture connectée, smartphone, tablette),
Triggers/déclencheurs (Roximity),
Bornes de localisation d’objets (Sense).
Les objets « entreprise »
Les objets techniques intégrés au produit : étiquette (suivi), électronique (gestion d’équipements), SCADA et SNCC « étendu ».
Les objets « grand public » industrialisés (lunettes connectées, caméras).
Les robots et drones.
4) Les applications et services de l’Internet des Objets
Cette session présente des applications et services déjà déployés ou en cours de déploiement par des entreprises et collectivités dans le monde, et décrit la solution technique employée.
Agriculture
Traçabilité animale (Institut de l’élevage).
Analyse des cultures et des sols par drone (INRA)
Assurance
Personnalisation des modes de tarification et d’actuariat, prévention des risques, gestion des sinistres (Automobile, habitation, santé).
Automobile
Voiture connectée (CarPlay, Androïd Auto, Windows in the car)
Interconnexion réseau social, voiture/avion, constructeur : disfonctionnements transmis directement au constructeur (Toyota, General Electric).
Autoradio pour accéder à un compte client et réaliser des opérations vocalement (Salesforce).
Construction
Traçabilité du béton (Lafarge).
Distribution
E-Commerce (Smartdrop - Evianchezvous.co, Hiku - Auchan, Bouton - Darty).
Analyse du trafic clients en magasin (Placemeter).
Suivi des colis et gestion de flotte (Fedex).
Energie
Gestion de l’energie pour le particulier (Ecofactor, GridPocket).
Relevé compteurs & « Smartgrid » pour les fournisseurs d’énergie et les entreprises (EDF/ Itron, Paradox Engineering).
Industrie
Monitoring et contrôle de production / logistique (Telit).
Maintenance et assistance (Réalité augmentée - lunettes connectées).
Santé
Perspectives de la « silver economy ». Suivi médical pour cardiaques, retour hospitalisation, maintien à domicile de personnes âgées (Gran Care, MobileHelp, iHealth) avec pillulier connecté (iMedipac).
Impact de la montre connectée (Apple Watch, Healthkit), couverts anti-tremblements (LiftLabs), prothèses rétiniennes (Pixium). « BlueButton » (Office of the National Coordinator for Health IT-US) : mise à disposition et partage des données de santé (Humerix, HealthVault, CloudSanté).
Prévention par enregistrement de données et analyse HPC (LifeQ, Equivital).
Finances
Paiement sans contact NFC (Androïd, Apple Pay).
Transports
Tranquilien (SNCF / Snips), diffusion en temps réel de l’occupation des wagons.
Villes connectées
Gestion de l’éclairage urbain, des immeubles, de l’eau, du chauffage, des transports - ITS (Intelligent Transport System), de la pollution et de la gouvernance municipale (Barcelona Smart City).
Gestion de déchets et des poubelles (Plastic Omnium),
Gestion des places de parking et du trafic par comptage vidéo personnes-véhicules (MotionLoft).
Illustration & exemples :
Les Objets Connectés - Aujourd’hui déjà ! (voir exemples à partir de la page 32)
5) L’infrastructure d’intégration
Les caractéristiques
Traitement évènementiel, bottom-up, avec de lourdes contraintes de charge / trafic).
Bande passante réseau, stockage distribué, traitements parallèles et outils d’analyse.
Développement d’applications sur l’objet, l’équipement relais (smartphone) et les systèmes centraux.
Interopérabilité (standardisation des échanges ISA-95).
Les technologies
Le Cloud computing (IaaS ou SaaS) pour disposer de l’élasticité, de la couverture mondialisée, de l’accès aisé, et des coûts réduits.
Le Big Data, pour disposer de stockages distribués en temps réel, dans des formats non structurés non relationnels (Hadoop, Cassandra, MongoDB), d’architectures de traitements parallèlisés (MapReduce) ou en flot continu (Complex Event processing) et d’outils analytiques évolués (Dataviz). Place des architectures « Lambda ».
Les plateformes et services
Dispositif de collecte, transfert sur plateforme cloud et traitement des données (Arrayent, Exosite, LogMeIn, Thingsquare, etc).
Plateforme Cloud de récupération des données de capteurs à travers un smartphone ou une tablette utilisés comme passerelle et équipés d’un logiciel ad-hoc via cellulaire ou WiFi (2Net - Qualcomm).
Connected Health Center pour le secteur pharmaceutique (OBS).Plateforme IBM / MQTT (Message Queuing Telemetry Transport).
Plateformes cloud « dédiées objets » : Azure IoT (Microsoft), IoT Open Cloud Platform (IBM), Thing Fabric (Amazon), Salesforce, SAP, Orange Datamesure, etc.
6) Les points sensibles: sécurité et confidentialité
Comment contrer les dangers du « tout connecté » : fourniture indirecte ou directe d’information personnelle et confidentielle, détournement d’objets et utilisation préjudiciable par des hackers ?
L’action de la CNIL. Nécessité d’une règlementation plus stricte et de normes de conformité : désactivation des objets, contrôle parental , propriété et récupération des données, droit à l’oubli. Qui attribue et contrôle les identifiants des objets ? Quelle évolution du droit ?
Peut-on se fonder sur une relation de confiance ? Comment assurer la transparence ?
Quelles techniques de sécurisation des objets ? Cryptage, authentification (Radius), biométrie. Le concept de « Privacy by design ».
7) Le projet Internet des objets
Les contraintes :
Prise en compte immédiate, innovation, évolution en interne, régulation. Avoir une vision long terme et un mode d’innovation « test-and-learn ». Le « design thinking ».
Comprendre :
Comment l’Internet des Objets peut impacter un business aujourd’hui et dans le futur et discuter ces points avec les métiers. Déterminer les opportunités, la valeur que cela peut dégager et quelle roadmap retenir.
Les points clefs :
Conception, choisir les bonnes technologies, intégrer ces nouvelles technologies avec l’environnement du SI, modifier les processus.
Les pièges à éviter :
Lors de la conception de l’objet, du service associé, de l’évolution de son organisation, de l’anticipation des changements réglementaires et de la protection des données personnelles. De la conception à la commercialisation. Les réseaux grand public : Lick, Fnac, Orange, etc.
Les opportunités :
Comment éviter de passer à coté d’opportunités, de perdre ses marchés au profit de ses concurrents ou de nouveaux entrants ?
Fin de la session TechCryptage
Merci pour votre attention
TechCryptage Avancé
Session du samedi 21/11 14h30
Les Objets Connectés Concepts techniques & Réalisations
Ce que l’on va aborder
● Connaître les concepts de base d’électronique embarquée
● Connaître les concepts de base de programmation embarquée
● Appréhender les usages des objets connectés
● Faire fonctionner un objet connecté simple
● Constituer un regard critique sur ces technologies
Programme détaillé
Que sont les “objets connectés”?
Représentation (“C’est quoi pour vous?” - dialogue / échanges)
Domaines d’application - parts de marché existantes
Exploiter les données avec une architecture Big Data
Technologies / Matériels
Pourquoi s’y intéresser ?
Entrée en matière
Découverte d’un “objet connecté” du quotidien : ampoule connectée / brosse à dents
Anatomie, composants
Notions d’électronique
Notions de programmation
Concepts avancés
À vous de jouer !
Prise en main de matériel
Découverte d’un environnement de développement
Première réalisation d’un objet connecté
“Quartier libre” (personnalisation du code avec quelques composants basiques (capteur température, luminosité, affichage LCD…))
Etre les acteurs de demain
Aperçu des possibilités (matériel, essort des marchés…)
Dans la vraie vie (bulle IoT, stade d’adoption du grand public, législation)
Défis à venir (sécurité, baisse des coûts, energy harvesting…)
Qu’est-ce qu’un objet connecté ? (rappel !)
Internet, applications mobiles, communication interactive… 99,4 % des objets physiques seront connectés et de nouveaux seront inventés d’ici 2020″, franchissant une nouvelle étape dans la digitalisation du monde. L’internet des objets s’apprête ainsi à toucher l’ensemble des secteurs d’activité, soulevant de nouvelles problématiques juridiques et de sécurité. En effet, jumelés à un smartphone ou reliés à un réseau sans fil, les objets connectés proposent aux consommateurs des services dédiés en traitant des informations de toute nature collectées au moyen de capteurs. Conçus pour interagir entre eux ou simplement analyser les habitudes de leur propriétaire, les objets connectés peuvent prendre la forme d’objets du quotidien, à l’instar des montres connectées. Cependant le fonctionnement de ces objets repose inévitablement sur la gestion des données personnelles des personnes concernées. Très variées, ces données sont collectées en continu auprès du consommateur et transmises dans un volume massif aux responsables de traitement. Soulignons que la technologie des objets connectés :
d’une part, s’inscrit dans le phénomène Big Data, qui se réfère aux outils permettant le traitement et l’analyse rapide d’ensembles volumineux de données.
d’autre part repose sur la valorisation économique des données produites et transmises par les utilisateurs,
enfin, permet d’alimenter des bases de données à des fins de profilage ou de ciblage .
« L’internet des objets est un réseau de réseaux qui permet, via des systèmes d’identification électronique normalisés et unifiés, et des dispositifs mobiles sans fil, d’identifier directement et sans ambiguïté des entités numériques et des objets physiques et ainsi de pouvoir récupérer, stocker, transférer et traiter, sans discontinuité entre les mondes physiques et virtuels, les données s’y rattachant. »
Définition piochée dans l’ouvrage « L’Internet des objets » Benghozi/Bureau /Massit-Folléa (Edition MSH)
Standards & Outils
L’initiative OASIS :
L’OASIS (acronyme de Organization for the Advancement of Structured Information Standards) est un consortium mondial qui travaille pour la standardisation de formats de fichiers ouverts basés notamment sur XML.
Le protocole MQTT :
Un standard pour l’inter-liaison des Objets Connectés Message Queuing Telemetry Transport (2013)
Résumé : Mis au point par IBM, Eurotech et Cirrus Link Solutions, MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) a été standardisé par l’Oasis. Il est considéré comme un protocole d’échange de messages (publish/subscribe) simple et fiable. Testé sur le terrain depuis plusieurs années, le protocole permet déjà à des objets aussi insolites que des pacemakers, des pipelines, des capteurs de mesure du niveau de l’eau des rivières, ou bien encore Facebook Messenger d’échanger des informations avec le reste du monde. Demain, tous les compteurs intelligents (smart meter) qui constituent les réseaux intelligents de distribution (smart grid) et tous les véhicules pourraient s’appuyer sur MQTT pour communiquer.
Eléments clés
MQTT est un protocole Client Serveur de type publish/subscribe. Il est léger, simple, ouvert et son design permet une implémentation aisée. Parmi ses fonctions on trouve :
Une fonction de transport des messages indépendante du contenu.
Trois qualités de service pour la livraison des messages :
Au plus une fois
Au moins une fois
Une seule fois
Au plus une fois
Le message est distribué une fois tout au plus, ou n’est pas distribué du tout. Sa distribution via le réseau n’est pas accompagnée d’un accusé de réception. Le message n’est pas stocké. Le message peut être perdu si le client est déconnecté ou si le serveur échoue.
Au moins une fois
Le message est toujours distribué au moins une fois. Si l’expéditeur ne reçoit pas d’accusé de réception, le message est renvoyé avec l’indicateur DUP défini jusqu’à la réception de l’accusé de réception. En conséquence, le destinataire peut recevoir le même message à plusieurs reprises, et le traiter plusieurs fois. Le message doit être stocké localement au niveau de l’expéditeur et du destinataire jusqu’à ce qu’il soit traité.
Une seule fois
Le message est toujours distribué une seule fois. Le message doit être stocké localement au niveau de l’expéditeur et du destinataire jusqu’à ce qu’il soit traité. C’est le mode de transfert le plus sûr, mais le plus lent.
Eléments sécurité
Trois concepts sont fondamentaux pour la sécurité MQTT :
identification,
authentification,
autorisation.
L’identification consiste à nommer le serveur et le client auquel on donne des droits d’accès.
L’authentification cherche à prouver mutuellement l’identité du client et du serveur.
L’autorisation consiste à gérer les droits du client. Le serveur MQTT s’identifie auprès du client avec son adresse IP et son certificat numérique. Le client MQTT utilise le protocole SSL pour authentifier le certificat envoyé par le serveur.
Un client authentifie un serveur à l’aide du protocole SSL.
Un serveur MQTT authentifie un client à l’aide du protocole SSL, d’un mot de passe, ou des deux. L’autorisation ne fait pas partie du protocole MQTT. Elle est fournie par les serveurs MQTT. Ce qui est autorisé ou non dépend de ce que fait le serveur.
En Résumer : MQTT simplifie la communication machine à machine (M2M), idéalement conçu pour l’Internet des objets.
Comment cela fonctionne ?
Et bien cela ressemble à un bus d’événement très simple à contacter sur lequel des producteurs et des consommateurs de message peuvent s’abonner.
Il existe de nombreuses implémentations de broker MQTT sur Internet. L’un des plus simples à utiliser est très certainement Mosca, une implémentation NodeJS de MQTT ultra-configurable et adaptable à tout besoin. Quelques lignes de code Javascript permettent d’instancier son propre serveur MQTT. Pour des besoins plus lourds, notamment l’exposition REST/COAP des objets, il est possible d’utiliser Eclipse Ponte une surcouche de Mosca actuellement en incubation à la fondation Eclipse.
architecture-ponte.png
Mosquitto :
Paho :
Node-Red :
lien githud
Exemple et réalisation
1) Exemple simple “Piloter une LED RGB LED RGB sur un NodeMCU en liaison MQTT
Liens
les-objets-connects-au-service-de-la-cration-de-valeur-pour-les-entreprises (voir exemple à partir de la page 32)
Objets connectés : Tendances et enjeux (ppt)
Web des objets (Wikipedia)
MQTT, faites communiquer vos objets simplement
