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2 L'objectif du sujet proposé est, après un état des lieux des technologies disponibles, de faire un panorama des usages courants/potentiels en agriculture en mettant en valeur les spécificités/contraintes, ainsi que les atouts et les freins de ces technologies. 2

3 Machine To Machine Association des technologies de l informatique et de communication entre d objets intelligents et communicants, dans le but de permettre à ces derniers d interagir sans intervention humaine. Il existe plusieurs catégories de réseaux sans fil, selon le périmètre géographique offrant une connectivité (appelé zone de couverture) : -> Le réseau personnel sans fil (appelé également réseau individuel sans fil ou réseau domestique sans fil et noté WPAN pour Wireless Personal Area Network) concerne les réseaux sans fil d'une faible portée : de l'ordre de quelques dizaines mètres. Ex: Bluetooth, IrDa (liaison infrarouge), ZigBee -> Le WLAN pour Wireless Local Area Network. Ex : WiFi -> Le WMAN pour Wireless Metropolitan Area Network. Ex : WiMAX, abréviation pour Worldwide Interoperability for Microwave Access. Il s'agit d'un standard de réseau sans fil métropolitain. WiMax permet d'obtenir des débits montants et descendants de 70 Mbit/s avec une portée de 50 kilomètres. -> Les technologies de téléphonie mobile WWAN pour Wireless Wide Area Network. Ex : la 3G (troisième génération de téléphonie mobile). Ses caractéristiques sont notamment les suivantes : portée : autour de 10 km un haut débit de transmission : 14,4 Mb/s avec une couverture totale pour une utilisation mobile, 38,4 Mb/s avec une couverture moyenne pour une utilisation piétonne, 2 Mb/s avec une zone de couverture réduite pour une utilisation fixe. compatibilité mondiale, compatibilité des services mobiles de 3ème génération avec les réseaux de seconde génération. Ethernet est un protocole de réseau local à communication de paquets (une des techniques utilisée dans le transfert de données dans les réseaux informatiques). La communication par courants porteurs en ligne (abréviation : CPL) permet de construire un réseau informatique sur le réseau électrique d'une habitation ou d'un bureau. 3

4 > Utilisateurs et équipements : personnes physiques (munies d un objet intelligent -capteur de position, capteur cardiaque, etc -) ou machines (équipements industriels comme des fours à haute température, ou encore des photocopieurs d entreprises) avec lesquelles on souhaite interagir. > Objets intelligents et communicants : capteurs et actionneurs capables de communiquer avec le monde extérieur (soit via un lecteur spécifique et des ondes radio comme c est le cas des puces RFID, soit via des modules de communication intégrés aux objets). Les capteurs et actionneurs peuvent être embarqués dans des machines spécifiques (exemple : automates industriels programmables, des photocopieurs équipés d un module GSM, des caméras vidéo pilotables à distance, les smartphones avec les modules de géo-localisation par GPS). > Réseau WAN : réseaux de communication, filaire ou sans fil, permettant d échanger des données entre les objets et le système d information de l entreprise. On distinguera : réseau ADSL, Wi-Fi, Wimax, GPRS, 3G ou encore GSM. > Plate-forme de services M2M: ensemble d outils, hormis le réseau, nécessaires à l acheminement des données, à la traçabilité des échanges, ainsi qu à l administration et à l exploitation des objets intelligents et communicants. Une plateforme M2M comporte généralement d autres outils permettant notamment l administration des objets et leur exploitation. On y trouve généralement un middleware dont le rôle est d orchestrer les flux de données avec les différents objets. Ses fonctionnalités sont de gérer des files d attentes pour chacun des objets, de traiter certains messages en priorité, d archiver les messages échangés, de produire des rapports d analyse et des statistiques, etc Aussi, ce middleware va offrir aux applications des interfaces d accès aux objets distants à travers des standards comme XML et les Web Services, ainsi que des fonctions de mise à jour des informations dans des bases de données, facilitant ainsi l interaction des applications avec ces objets. > Système d information d entreprise : la solution M2M peut s intégrer ou non avec le système d information de l entreprise. Dans le premier cas, le middleware de la plate-forme de services apportera les éléments de connectivité nécessaires à l intégration avec les applications spécifiques de l entreprise. Dans le deuxième cas, la solution Machine To Machine peut proposer une interface de visualisation des échanges, sans interaction avec le reste du système d information. 4

5 Les premières applications de Machine To Machine furent développées sur des automates d alerte pour la gestion des incidents entre systèmes hétérogènes (gestion autoroutière, surveillance d ouvrages d art, télédiagnostic pour équipes de maintenance ). La télésurveillance regroupe les usages qui concernent le monitoring* d actifs ou de personnes. Ce domaine regroupe des applications très diverses comme : la télémédecine (risques d'intoxication, de maladies), la maintenance préventive des équipements surveillés ou encore la sécurité. Cette solution est aussi utilisée pour la prévention des catastrophes naturelles avec par exemple le monitoring à distance des niveaux de rivières ou encore la télésurveillance des activités sismiques. La télégestion permet de contrôler des équipements à distance. La télémétrie permet le relevé automatique de compteurs distants (télémaintenance) Ex: compteurs intelligents (électricité, gaz), gestion d'appareils a distance (photocopieurs ou d autres équipements de bureau) La télématique est associée à des applications de M2M lorsque les objets sont mobiles (le plus souvent des automobiles) et la communication se fait à distance Ex: transports, sécurité, surveillance. La gestion d un parc de véhicules tire profit de télématique pour la localisation des véhicules pour optimiser sa gestion et réduire les coûts. Le télépaiement automatique regroupe les solutions de paiement par carte bancaire. La télécommande (aussi appelée domotique) s agit de l automatisation de commandes et de contrôles de fonctions au sein d une maison ou une habitation. Ex : télécommandes pour le réglage de la climatisation, les lecteurs de badges, les serrures électriques. *monitoring: Surveillance ou télésurveillance, généralement associée à un déclenchement d alarme en cas de dépassement de seuil, ou à un mécanisme d asservissement tendant à ramener la valeur mesurée vers une valeur de consigne. 5

6 Le marché des M2M devrait accélérer sa croissance au cours des dix années à venir. Il passerait ainsi de 62 millions de machines connectées en 2010 à près de 2,1 milliards en «Le M2M devrait même compter parmi les marchés industriels les plus dynamiques de la prochaine décennie, prévoit Steve Hilton, en charge de l étude. Les secteurs les plus concernés par cette croissance devraient être ceux de la santé, de la sécurité et des bâtiments intelligents.» Parallèlement, selon Comarch le marché des communications M2M devait connaître une croissance spectaculaire de 40 % par an. En effet aujourd hui, la croissance annuelle pour le M2M a été estimée à 49%. On estime aussi, en Europe, 13 milliards de machines potentiellement capables de communiquer entre elles. On compte à ce jour 15 millions de cartes SIM déployées en Europe sur des machines, dont deux millions en France ce qui représente environ 220 milliards d euros. 6

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12 Applications en agriculture : capteurs sans fils qui mesurent la température, l'humidité, l'intensité lumineuse et l'envoient a un PC central (sur un vignoble) mesure des caractéristiques du sol (compaction, fertilité, humidité, biomasse...) a partir d'un véhicule, qui analyse, stocke et transmet ses données a une machine manager irrigation de précision ou différentes zones communiquent entre elles et avec un contrôleur central + de 30% d économie d'eau fertiliseur automatique : acquisition de données calcul quantité optimale a épandre contrôle du fertilisateur (l'ensemble via bluetooth) autoguidage des véhicules maitre-esclave (exemple du tracteur qui suit la moissonneuse) ou d'un seul véhicule (suivi des rangs, reconnaissance d'obstacles) alimentation des animaux (identifies), contrôle des paramètres des serres (lumière, T ) système de traçabilité : RFID (Radio Frequency Identification) suivi des conditions de transport des animaux - Gestion des crues de fleuves et rivières 12

13 Baisse des prix des capteurs et des technologies sans fil Lors du sans fil : problème de sécurité 13

14 Le débit diminue quand la portée augmente => pour augmenter aussi bien la couverture que le débit en zone rurale, une stratégie multi-réseaux et multi-opérateurs est indispensable. MAIS contradictions à régler: concurrence entre les réseaux et entre les acteurs. > Objets intelligents et communicants : La multitude des objets se trouvant dans un espace donné peut rendre complexe la connectivité de l ensemble à un point d accès unique des solutions basées sur des réseaux locaux ad-hoc (sans module communicateur) et ceci sans avoir recours à une infrastructure réseau particulière. Ceci est notamment intéressant dans le cas de réseaux sans fil, pour lesquels des solutions et des standards spécifiques comme ZigBee, commencent à voir le jour. Encore des obstacles chez certains agriculteurs, qui n'ont pas confiance dans les nouvelles technologies Respect de la vie privée : les libertés individuelles et la vie privée doivent être en conformité avec la loi lors qu on parle de traçabilité des données automatisées Impact environnemental : radiations magnétiques, recyclage des composants 14

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