Qu’est-ce qu’un protocole IoT ?
Un protocole IoT est un système de communication permettant d’échanger des données entre objets connectés. Ces protocoles définissent les règles permettant d’établir des connexions, de transférer des données et de garantir la sécurité et la fiabilité des réseaux IoT.
En outre, le Protocole IoT ne se limite pas aux protocoles de communication ; il comprend également des normes pour la gestion des appareils, le traitement des données et l’interopérabilité. En adhérant à ces normes, les développeurs IoT peuvent créer des solutions robustes et évolutives qui peuvent s’adapter à des paysages technologiques en constante évolution.
L’architecture du Protocole IoT
L’architecture du Protocole IoT comprend trois composants principaux : les appareils périphériques, la passerelle et l’infrastructure Cloud. Chaque composant joue un rôle crucial dans le fonctionnement global du système IoT.
Les dispositifs périphériques
Également connus sous le nom de nœuds IoT, sont les dispositifs physiques qui collectent et génèrent des données. Il peut s’agir de capteurs, d’actionneurs ou de tout autre dispositif compatible avec l’IdO. Ces dispositifs sont équipés de capteurs et de processeurs avancés qui leur permettent de capturer et de traiter les données en temps réel.
La passerelle
Elle fait office de pont entre les appareils périphériques et l’infrastructure en nuage. Elle collecte, filtre et traite les données provenant des appareils périphériques avant de les transmettre à l’infrastructure en nuage. La passerelle joue un rôle essentiel en veillant à ce que seules les données pertinentes et de haute qualité soient transmises, optimisant ainsi l’utilisation des ressources du réseau.
L’infrastructure en nuage est l’endroit où les données collectées par les dispositifs périphériques sont stockées, traitées et analysées. Elle fournit les ressources et les services nécessaires pour faciliter la gestion, le stockage et l’analyse des données.
L’infrastructure Cloud
Elle est conçue pour traiter de grands volumes de données et effectuer des tâches analytiques complexes, ce qui permet aux organisations d’obtenir des informations précieuses et de prendre des décisions fondées sur les données.
Les différents protocoles IoT
Il existe plusieurs protocoles utilisés dans le protocole IoT, chacun ayant ses propres forces et faiblesses. Il est essentiel de comprendre les différents protocoles pour choisir celui qui convient à votre projet IoT.
Les principaux types de protocoles sont les protocoles de transport IoT et les protocoles de messagerie IoT.
Protocoles de transport IoT
Les protocoles de transport IoT sont responsables de la transmission des données entre les objets connectés et les serveurs. Ils permettent de garantir une livraison fiable des données, en gérant les pertes de paquets, la séquence des messages et la qualité de service. Ils jouent un rôle crucial dans l’Internet des objets en assurant une communication fluide et sécurisée. Parmi les protocoles de transport les plus utilisés, on retrouve MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) qui est largement adopté pour sa légèreté et sa fiabilité. Ce protocole est idéal pour les applications nécessitant une faible consommation d’énergie et une bande passante limitée.
Protocoles de messagerie IoT
Les protocoles de messagerie IoT sont utilisés pour l’échange d’informations entre les objets connectés. Ils définissent les formats de données, les règles d’encodage et les méthodes de compression pour permettre une communication efficace et sécurisée entre les dispositifs.
En plus des protocoles de transport, les protocoles de messagerie IoT sont essentiels pour garantir une communication cohérente et interopérable entre les différents appareils connectés. Parmi ces protocoles, CoAP (Constrained Application Protocol) se distingue par sa simplicité et son efficacité dans les environnements contraints en termes de ressources. Il est largement utilisé dans les réseaux de capteurs et les applications nécessitant une faible consommation d’énergie.
Il faut savoir que tous les protocoles n’offrent pas les mêmes garanties de fonctionnement sur tous les secteurs géographiques. Du choix d’un protocole peut alors dépendre le succès commercial d’un produit dans certaines zones du monde.
Par exemple, LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) peut être une bonne solution pour une utilisation en France, mais cela peut varier dans d’autres pays, voire dans certaines régions. A l’image des 26 États qui composent le Brésil, tous ne supporteront pas les mêmes protocoles. Il est alors stratégique de bien choisir le protocole qui couvrira les régions où vous souhaitez pouvoir commercialiser et faire fonctionner votre produit.
Les 3 piliers de la communication entre objets connectés : Connectivité, Protocole et Sécurité
🌐 #1 La connectivité
Courte portée (Bluetooth Low Energy, WiFi, Z-Wave, ZigBee, RFID…), longue portée et faible consommation (LPWAN : LoRaWAN® ou SigFox) ou longue portée cellulaire (2G, 3G, 4G, LTE-M, NB-IoT, 5G)
👨💻 #2 Un protocole
SMS (simple et largement utilisé), MQTT (standard prédominant pour échanger des messages avec un mécanisme souple de publication et de souscription) ou CoAP / LightweightM2M (LwM2M) minimisant les volumes échangés et donc la consommation énergétique globale.
🔒 #3 La sécurité
Parmi les risques de sécurité courants dans le protocole IoT figurent les accès non autorisés, les violations de données, la falsification des appareils et les attaques malveillantes. Ces menaces peuvent avoir des conséquences graves, allant de la violation de la vie privée à des dommages physiques. Pour gérer l’authentification des objets et le chiffrement des communications, il est possible d’utiliser des protocoles tels que TLS, DTLS et/ou OSCore, entre autres.
Quelles sont les tendances en matière de protocoles IoT ?
Dans le secteur de l’HBAS (Home and Building Automation Systems), les industriels se tournent plutôt vers les réseaux WIFI et Zigbee. Mais de plus en plus d’acteurs s’intéressent aux caractéristiques de Matter : un protocole ouvert très récent, qui tend à devenir un nouveau standard universel soutenu par les GAFA (Google, Apple, Amazon, etc.). Quant aux protocoles LoRa et Wirepas, ils sont fréquemment choisis pour concevoir des applications connectées au service de la Smart City afin d’optimiser la gestion de l’énergie, en particulier pour l’éclairage public. On utilisera la 5G pour disposer de hauts débits, plutôt dans l’industrie 4.0 et les véhicules autonomes.
Il faut souligner que la tendance est à l’uniformisation de tous ces protocoles. Dans les années à venir, le cellulaire maintiendra certainement son avancée incomparable sur le marché de la mobilité et sa position de favori. En ce qui concerne le Zigbee dans le secteur de l’HBAS, il pourrait être remplacé au profit de Matter, en raison des performances de ce dernier en matière d’interopérabilité et de sécurisation des données.
Quelles sont les expertises d’Impulse, le Design Center de LACROIX ?
🔎 #1 Identifier les protocoles les plus adaptés à vos besoins
Notre expertise nous permet d’orienter votre choix en fonction des fonctionnalités attendues. Nous maîtrisons tous les principaux protocoles existants et nous formons aux plus innovants, en privilégiant les protocoles ouverts pour ne pas se limiter à un seul fabricant et faciliter l’interopérabilité des équipements connectés.
Par conséquent, les critères de choix d’un protocole doivent être d’abord liés à la couverture géographique, mais aussi à la pérennité du produit, la quantité et la nature des données à transmettre. Il peut arriver que notre expertise nous conduise à recommander un autre protocole que celui initialement choisi par le client.
👨💻 #2 Définir avec vous les meilleurs compromis pour votre produit
Plusieurs possibilités s’offrent à vous en matière de protocole IoT. Le choix reste le vôtre, mais doit être effectué en connaissant préalablement les bénéfices et les contraintes de chaque solution.
En choisissant un protocole plus récent, vous permettrez un débit de données plus élevé mais cette performance aura souvent l’inconvénient d’augmenter la consommation énergétique de votre produit, avec un impact à prévoir sur son autonomie. Inversement, un protocole plus ancien aura peut-être l’avantage d’élargir la couverture géographique d’utilisation de votre produit, tout en lui offrant une autonomie supérieure.
Le choix du MoDem conditionne aussi la compatibilité du protocole à choisir. Pour optimiser le prix de votre MoDem, il sera éventuellement préférable de choisir l’une des dernières générations qui aura l’avantage d’être plus économique, mais l’inconvénient de ne plus supporter les anciens protocoles cellulaires comme la 2G par exemple.
Contactez-nos experts
Le protocole IoT adéquat pour votre projet n’est pas nécessairement le plus récent, le plus économique ou le plus performant. Il doit néanmoins prendre en compte la dimension long terme du produit et s’orienter vers la solution la plus sobre possible. Mieux vaut être accompagné par des experts avant de choisir et ainsi procéder aux meilleurs arbitrages en fonction de vos objectifs stratégiques.