Faire cohabiter des protocoles de communication dans l’Internet industrielle des Objets
Dans le grand public, l’accent est mis sur l’expérience humaine et les interactions humaines avec des objets. Mais l’Internet industrielle des objets aura d’autres objectifs. Plutôt que de créer de nouvelles expériences humaines, il s’attachera à concevoir des machines plus autonomes, pour accroître la productivité tout en réduisant, voir même en éliminant l’obligation du contrôle humain.
L’Internet des Objets va développer une nouvelle catégorie d’équipements qui permettra de relier l’univers non-connecté des anciens systèmes avec le monde connecté présent, celui des PC, tablettes et smartphones. Pour les consommateurs, cela signifie souvent le remplacement d’appareils obsolètes par de nouveaux périphériques intelligents. Mais dans le monde industriel, le remplacement du matériel existant ne sera pas aussi simple. Une grande partie de l’infrastructure en place est trop précieuse et trop complexe pour être mise au rebut.
Plutôt que d’éliminer nos réseaux de données M2M existants et autres périphériques connectés, l’Internet des objets industriels doit les faire coexister entre eux sur une longue période. Il intégrera les technologies plus anciennes, pour leur offrir de nouvelles capacités performantes, afin d’en accroître la valeur.
Pour cela, cet Internet industrielle devra accepter des technologies dissemblables, dont certaines sont vieilles de plusieurs décennies. Il devra regrouper, convertir et transmettre des données de multiples protocoles réseau, de Modbus TCP / IP. Il faudra aussi transférer les données entre fibre, cuivre, cellulaire et sans fil. Tout en ajoutant des nœuds spécifiques, plus intelligents, capables de gérer les réseaux, des anciens équipements connectés.
Ce n’est pas une rupture totale avec le passé, car une technologie unique n’a jamais été capable de répondre aux besoins de toutes les applications, de sorte que les réseaux industriels ont toujours eu besoin de se connecter entre de multiples protocoles et dispositifs. Les fabricants ont réagi en développant une large gamme de convertisseurs de protocole qui simplifient la connexion allant de Modbus à la fibre. Mais de la façon dont l’internet des objets évolue, les conversions de protocoles deviendront plus complexes, car de plus en plus de matériels seront avec une connexion sans fil et comme ce fut le cas avec les liaisons filaires, aucune technologie sans fil ne s’est encore affirmée comme étant la meilleure pour couvrir toutes les applications. La mise en réseau de données cellulaires, par exemple offre des possibilités presque infinie, et la transmission sur des réseaux 4G LTE apportera une faible latence avec une bande passante capable de rivaliser avec la fibre.
Mais la mise en réseau de données cellulaires nécessite un ordonnancement, qui peut les rendre moins attrayant lorsque les données sans fil sont diffusées sur de courtes distances et en particulier si ces données ont une faible valeur. Le Wifi, bien sûr, est dans ce cas le mieux adapté
Mais même si ces transmissions sont a venir, La portée maximale peut être mesurée en kilomètres. Le Bluetooth à faible consommation d’énergie (Bluetooth LE) sera une option de connexion possible pour les tablettes et smartphones, mais Bluetooth LE offre une connectivité plus réduite qu’une connexion Wifi gratuite. Chaque option sans fil offrant ses propres avantages.
L’adoption très proche de l’Internet des Objets
La possibilité de connecter des protocoles de données disparates sera plus importante que jamais, mais le nombre absolu de périphériques connectés devrait exploser. Les convertisseurs de protocoles simples garderont leur importance, mais l’Internet industriel des objets va nécessairement appeler la création de "simples boîtes" capables d’agréger plusieurs flux de données et des protocoles multiples et de déplacer toutes ces données sur le nuage (cloud).
Ces convertisseurs nécessitent une forte sécurité, du fait que les connexions sans fil sont par nature plus vulnérables. Ils doivent être robustes, souples et de plus en plus autonome, car ils vont être chargés de fonctionner dans des endroits de plus en plus distants et des environnements de plus en plus difficiles.
Mon collègue a répondu à plusieurs de ces questions sur un site industriel de test situé dans le désert de l’Arizona. Il s’agit d’un système de surveillance de réservoir pour une coopérative de propriétaires de puits. Entre autres choses, le système prédit par des défaillances du système de mesure de courant et l’intégration de la pompe, et la prise de décisions en fonction des changements détectés au cours du temps. Le système peut envoyer un message texte à un technicien pour planifier la maintenance préventive avant une défaillance catastrophique.
Antérieurement, les transmissions radios ont été utilisées pour transmettre des données d’entrées/sorties à partir de capteurs de pression et de niveau via un modem radio. Le modem radio est ensuite connecté à un routeur cellulaire 3G, qui fournit une liaison à Internet via le réseau de téléphonie cellulaire. Le routeur pare-feu intégrait de puissants protocoles de sécurité. Combiné a un réseau privé virtuel (VPN), il a été en mesure d’utiliser le système cellulaire en toute sécurité comme s’il s’agissait d’infrastructure propriétaire .
De nouvelles fonctionnalités ont été régulièrement ajoutées. Aujourd’hui, par exemple une caméra de sécurité IP est attachée au port Ethernet du routeur. Des capteurs connectés en Wifi ont également été ajoutées, qui contournent les radios d’E/S pour se connecter directement au routeur cellulaire.
Au début du projet, avec les radios d’E/S de rapporter leurs données au routeur cellulaire, je pense qu’il serait juste de dire que le routeur cellulaire a été simplement utilisé comme un convertisseur de protocole avec le transport cellulaire. Des dispositifs et des protocoles additionnels ont été ajoutés au système, afin de mieux tirer parti de la capacité du routeur pour fonctionner comme un agrégateur de données avec de multiples options.
Le système a migré loin de l’ancien modèle de l’Internet, et a commencé à appliquer les techniques de l’Internet des objets. Et vous remarquerez qu’il n’était pas nécessaire de se séparer de capteurs anciens. Ils sont toujours connectés, et ils sont encore opérationnels.
À propos de l’auteur:
Mike Fahrion est directeur de la gestion produit chez B & B Electronics – www.bb-elec.com – et de l’Internet des objets.
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