Architecture IoT : 4 couches d'IoT expliquées en détail

On a beaucoup parlé de la façon dont nous progressons vers un avenir plus intelligent. Et dans ces déclarations, certainement, IOT est mentionné à plusieurs reprises. Alors, qu'est-ce que tout le buzz autour de l'IoT, et qu'est-ce que c'est réellement ? Restez connectés et lisez ce blog pour en savoir plus sur l'IoT.

L'IdO en bref

Tout d'abord, IoT signifie l'Internet des objets qui contient des objets connectés à Internet. Ces objets détectent l'environnement qui les entoure et collectent des données qui sont utilisées pour un traitement ultérieur. Ces données non traitées générées en grandes quantités sont converties en format numérique puis prétraitées pour une analyse plus approfondie.

Viennent ensuite les appareils qui traitent réellement ces données pour en tirer des informations précieuses. Enfin, les données traitées sont ensuite envoyées vers le cloud ou des machines locales, où elles sont stockées et analysées pour effectuer des actions. L'IoT est un processus en quatre étapes.

Étapes de l'architecture IoT

Étapes impliquées

Il existe 4 couches principales d'architecture IoT, comme indiqué ci-dessus. Passons en revue chacun d'eux en détail.

Capteurs

Les capteurs appartenant au niveau primaire de l'architecture IOT sont chargés de capturer les paramètres physiques dans le monde réel. Les paramètres peuvent être - température, fumée, air, humidité, etc.

Il peut s'agir soit d'appareils embarqués, c'est-à-dire de plusieurs capteurs présents dans une seule carte, soit d'un appareil autonome pour le collecter et le mesurer. Un exemple de capteur intégré serait un capteur qui mesure la teneur en méthane, le pourcentage de monoxyde de carbone et la présence de fumée ensemble.

Alors qu'un capteur d'humidité serait un exemple de capteur autonome. Avec les capteurs, les actionneurs jouent également un rôle important dans cette couche. Leur tâche est de convertir les données générées par les objets IOT en action physique.

Par exemple, considérez un ventilateur intelligent. Avec des capteurs appropriés en place, l'actionneur augmenterait ou diminuerait la vitesse du ventilateur en fonction de la température ambiante (qui sera mesurée par le capteur de température). Et tout cela se ferait sans intervention humaine. Un autre exemple peut être un système d'irrigation intelligent.

Après avoir mesuré la teneur en humidité du sol, les capteurs déclencheraient les actionneurs qui décideraient d'ouvrir ou de fermer la vanne. De nombreuses recherches en IOT s'orientent actuellement vers l'intégration d'un maximum de capteurs dans une même carte.

Système d'acquisition de données

Cette couche travaille en étroite collaboration avec des capteurs et des actionneurs. Mais en raison de sa fonctionnalité unique, il mérite une place dans une couche séparée. Il s'agit d'une couche de connexion qui relie la couche de capteur à la couche d'analyse.

Sa fonction principale est de collecter, sélectionner et envoyer les données à d'autres couches de traitement. Avant que le traitement puisse avoir lieu, les données du capteur doivent être converties dans un format approprié. Un format facile à utiliser et également transférable. Ceci est réalisé par cette couche.

Par exemple, considérons un capteur qui mesure l'intensité lumineuse. Il faut entrer les photons ou la lumière sous forme de volts comme 10V, 5V, etc., et produit une sortie numérique sous forme de nombre. De même, les capteurs de couleur en intensité de couleur en entrée et en sortie ont une plage RVB de 0 à 255.

Celles-ci sont également appelées passerelles et fournissent une plate-forme pour le traitement local des données de capteur entrantes afin qu'elles soient prêtes pour un traitement ultérieur. Pour améliorer la sécurité de cette couche, des algorithmes de chiffrement et de déchiffrement appropriés sont utilisés pour empêcher les activités malveillantes comme une fuite de données.

Un bon exemple d'appareil dans cette couche est un convertisseur analogique-numérique ou ADC. Les paramètres mesurables dans l'environnement, comme la lumière, le son, la température, etc., sont de nature analogique. ADC convertit ces valeurs analogiques en valeurs numériques.

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Analytique

Toutes les architectures IOT ne disposent pas de cette couche. Leur présence peut apporter une valeur ajoutée à l'ensemble du processus, en particulier pour les projets à grande échelle où les données sont générées en pléthore. Pour de tels projets, le taux de transfert de données ou le taux d'analyse joue un rôle essentiel. Ces infrastructures sont situées à proximité de la source des données.

Cela leur permet d'agir rapidement sur les données entrantes en temps réel et de fournir un résultat sous la forme d'informations exploitables. Dans ce cas, les données qui nécessitent un traitement dans le cloud sont transmises à cette couche. Comme le transfert de données se produit dans cette couche, il est impératif d'augmenter la sécurité en minimisant l'exposition du réseau.

Comme seul un certain prétraitement se produit dans cette couche, cela fonctionne avec une puissance et une bande passante minimales. Un exemple peut être de supprimer la présence de valeurs aberrantes dans les données. Il peut y avoir des milliers de valeurs aberrantes dans un million de points de données. S'en débarrasser à un stade précoce signifierait gagner du temps dans le traitement final.

Centre de données

Le Data Center est souvent considéré comme le cerveau de l'architecture IOT. Ils sont destinés à stocker, traiter et analyser des tonnes de données. Avec l'analyse des données et les algorithmes d'apprentissage automatique en fonctionnement, cette couche fournit des informations utiles sur les données.

Ce type de traitement est plus lourd en termes de calcul que les analyses effectuées dans la couche précédente. S'ils sont déployés et fournis correctement, les centres de données peuvent fournir des renseignements commerciaux et des recommandations pour aider les utilisateurs à interagir avec le système.

Cette couche offre de nombreux avantages à l'entreprise, allant des taux de production plus élevés à la réduction de la consommation d'énergie. Ils fournissent également une visualisation claire sous forme de camemberts, d'histogrammes ou de graphiques, pour les clients qui les aident à prendre des décisions éclairées concernant l'entreprise.

Exemple concret

Les voitures autonomes utilisent tout le temps des applications IOT. Ces voitures sont sans conducteur et s'appuient sur leurs capteurs pour une navigation sûre d'un point à un autre. Équipées de centaines de capteurs tels que LIDAR, caméras, gyroscopes, architecture cloud, Internet et bien d'autres, ces voitures détectent leur environnement et prennent des décisions rapides et intelligentes en fonction des sorties des capteurs.

Par exemple, dans le cas d'un piéton, la caméra prend constamment des images d'entrée et les transmet au cloud pour traitement. Un algorithme de détection humaine détecte alors la présence d'un humain. S'il existe un humain, le contrôleur envoie alors un signal aux freins. De cette manière, les informations d'un capteur sont transférées vers le cloud, puis vers l'actionneur en présence d'Internet.

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Conclusion

En réalité, l'architecture IoT peut varier d'une solution à l'autre. Mais surtout, ces quatre blocs fondamentaux sont présents. Il faut aussi concevoir une solution fonctionnelle et évolutive et non sujette aux pannes lors du traitement de tonnes de données.

Le déploiement de solutions IoT dans les entreprises leur a permis d'extraire plus de valeur des données et de répondre à leurs clients en conséquence, surpassant ainsi leurs clients. Il est important de ne pas se laisser confondre par le jargon technique de l'IoT et de ne pas perdre de vue les possibilités infinies et les changements qui peuvent apporter une automatisation complète.

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