Architecture et connectivité d une plateforme IoT. Nicolas PHILIPPE 11 avril 2017

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1 Architecture et connectivité d une plateforme IoT Nicolas PHILIPPE 11 avril

2 Présentation CATIE / Nicolas Centre Aquitain des Technologies de l Information et Electroniques Association à but non lucratif : Centre technologie «numérique» (20+ personnes) Mission de transfert technologique en Nouvelle-Aquitaine Sujets: Facteurs humains et cognitique, objets connectés, électronique analogique, ingénierie de fabrication et d intégration, Réalité virtuelle/augmentée, BigData, simulation numérique, Blockchain Nicolas PHILIPPE : Informaticien, responsable unité technologique «BigData et simulation numérique» Equipe en charge des plateformes IoT pour le CATIE 2

3 Pourquoi une plateforme IoT? Les IoT n ont de valeur qu a travers les donnée qu ils génèrent, une bonne stratégie autour de la donnée (stockage, valorisation) est donc d importance égale à un bon design électronique/embarqué 3

4 Définition (maison) d une plateforme IoT Définition à géométrie variable: Déploiement logiciel permettant de communiquer avec les objets (de manière directe ou indirecte). (Bidirectionnel?) La plateforme doit permettre de stocker les données reçues et de permettre leur exploitation : exposition à travers d API ou valorisation directe par la plateforme. Enfin, il est souhaitable de pouvoir administrer les objets: Mettre à jour les firmwares, suivre le nombre d objets en fonction, 4

5 Techniquement c est quoi? Un assemblage de technologies informatiques existantes : - Communication (API REST, MQTT, Broker de messages ) - Bases de données (Notamment BigData et NoSQL) - Moteurs de règles et déclencheurs sur évènements - Solutions d affichages (D3.js, Kibana, Zeppelin, Excel, ) - Solutions cloud Les technologies existent déjà, l art est dans le choix de la bonne combinaison adaptée au besoin. L expertise réside dans la capacité a faire fonctionner les technologies ensemble 5

6 Topologies IoT Nécessite un traitement spécifique dans la Gateway (Agent) Communication directe ou adaptation de liaison physique grâce à un routeur

7 Base de données La plateforme IoT idéale «Analytics» Algos avancés, machine learning Interfaces externes APIs, SDKs à destination de tiers Autres outils Gestion accès, reporting Visualisation des données Visualisation temps réel des données objets Management Temps Réel et Actions Exécution temps réel de règles, basées sur évènements objets Administration des Objets Découverte, statut des objets, maintenance, mise à jour à distance Connectivité Connectivité permanente, harmonisation des formats messages IOT Platforms white paper, Source: IOT Analytics 7

8 Base de données Connectivité Connexion avec les couches basses : Point d entrée vers le cloud Besoin d harmoniser les formats de données Emplacement critique pour la sécurité (usurpation d identité d objet par exemple) Besoin d un agent pour l objet Solution classique : Broker Analytics Interfaces externes Visualisation des données Management Temps Réel et Actions Administration des Objets Connectivité Autres outils 8

9 Base de données Administration des objets L idée (réductrice) que certains se font de la plateforme IoT Suivi de la flotte d objets Configuration en masse Gestion des erreurs Analytics Interfaces externes Visualisation des données Management Temps Réel et Actions Administration des Objets Connectivité Autres outils 9

10 Base de données Management et Actions Prise de décision sur la base des informations remontées par les objets Moteur de règle Place de choix pour les logiques métier Analytics Interfaces externes Autres outils Visualisation des données Management Temps Réel et Actions Administration des Objets Connectivité 10

11 Base de données Base de données Stockage des informations remontées par objets Interfaces externes Contraintes: Analytics Autres outils Volume Visualisation des données Variété Management Temps Réel et Actions Vélocité (de traitement) Administration des Objets Connectivité Les 3V du BigData 11

12 Base de données Visualisation des données Dashboard et indicateurs temps réel Interfaces externes Existence de nombreux outils de Analytics Autres outils DataVisualisation Visualisation des données Chaque Dashboard métier est différent Management Temps Réel et Actions La visualisation de données est capitale dans une Administration des Objets suite de plateforme IoT Connectivité 12

13 Base de données Analytics Indicateurs avancés Interfaces externes Machine learning Analytics Autres outils Découverte de patterns, optimisation Visualisation des données Prédictif Management Temps Réel et Actions Détection de tendances Administration des Objets Connectivité 13

14 Base de données Autres outils Reporting (excel, PDF, ) Interfaces externes Alertes diverses (mail, sms, ) Analytics Autres outils Bac à sable pour tester de nouvelles Visualisation des données configurations Management Temps Réel et Actions Administration des Objets Connectivité 14

15 Base de données Interfaces externes Ouverture de la plateforme sur les autres outils Interfaces externes RESTful API s (WebServices) Analytics Autres outils Software Development Kits (SDKs) Visualisation des données Connecteurs (ERP, CRM, outils de visualisation) Management Temps Réel et Actions Administration des Objets Connectivité 15

16 Impact des choix d une plateforme Embarquer du code dans l objet : A double tranchant Ou se trouvent les données?, possible de les récupérer? Sera-t-il possible de changer de plateforme? Quid des fonctionnalités supplémentaires qu on pourrait souhaiter? Quelle ouverture vers des SI externes? 16

17 Préconisation pour le choix de plateforme Il n y a pas de plateforme parfaite : C est beaucoup lié aux besoins et cas d usage Parfois la meilleure plateforme est celle développée en interne (car besoins simples et/ou très spécifiques) Définir stratégie d internalisation (ou pas) et connaitre les conséquences Choisir un modèle qui enferme le moins possible et bien identifier les zones de contraintes 17

18 Base de données Une plateforme IoT maison «Analytics» Algos avancés, machine learning Interfaces externes APIs, SDKs à destination de tiers Autres outils Gestion accès, reporting Visualisation des données Visualisation temps réel des données objets Management Temps Réel et Actions Exécution temps réel de règles, basées sur évènements objets Administration des Objets Découverte, statut des objets, maintenance, mise à jour à distance Connectivité Connectivité permanente, harmonisation des formats messages 18

19 Plateformes existantes Un très grand nombre d acteurs se positionnent sur ce juteux marché Un grand mix entre solutions fonctionnelles, effets d annonce et tous les intermédiaires Les acteurs viennent de plusieurs horizons et autant d approches différentes: des télécom (AT&T, Orange), Pure players (Eurotech, Xively), Industrie (Bosh, General electrics), géant de l IT (Amazon, IBM, Microsoft, ) Devant la multitude des propositions hétérogènes, difficile de se faire un avis 19

20 Analyse des solutions existantes Une centaine de plateformes IoT Peu de maturité Parmi les industriels : Modèle payant Cloud Septembre

21 3 grandes catégories Facilité, Coût En fonction des moyens et de la stratégie d entreprise au niveau de la maîtrise de la plateforme (et d internalisation des compétences associées): Solutions tout compris (all inclusive!) Compétences en informatique légères, peu d investissement en interne, pas de maîtrise sur les données, impossible de créer au delà de ce qui est proposé par la plateforme Solutions pour informaticiens Utilisation Compétences en informatique, la plateforme propose le cadre mais c est à l entreprise de créer ses services. (Amazon, Azure, ). Proposition la plus répandue. Difficile de changer de plateforme, données hébergées chez le prestataire Solution pour informaticiens : Expert Plateforme open source, nécessité d installer et d exploiter soi-même, maîtrise complète sur les fonctionnalités et possession de la donnée. Maîtrise, Expertise 21

22 Etat des lieux CATIE sur les plateformes IoT en septembre

23 Analyse des solutions existantes Plateformes sélectionnées : Populaires Testables gratuitement Présence de fonctionnalités essentielles Préférences : Open source Modulaires Septembre

24 Analyse des solutions existantes Plateforme IoT Type Spécialité Approche Interfaçage Avis AWS IoT Cloud payant Généraliste Modulaire Facile Kaa Open source portable Généraliste Modulaire Facile Azure IoT Suite Cloud payant Généraliste Modulaire Moyen Carriots Cloud payant Généraliste Clé en main Difficile Temboo Cloud payant Généraliste Modulaire Moyen ThingSpeak Cloud payant Analyse, visualisation Clé en main Difficile ThingWorx Cloud et portable Payant Généraliste Clé en main Difficile IBM Watson IoT Cloud payant Généraliste Modulaire Moyen OpenRemote Mixte Smartphone Clé en main Difficile SiteWhere Open source portable Généraliste Brique Moyen Septembre

25 Focus sur AWS IoT Plateforme IoT Cloud proposée par Amazon Excellente lecture et interprétation de la plateforme IoT Agent très léger pour le logiciel embarqué Intégration facile avec l écosystème Cloud Amazon Non open-source Obligatoirement dans le cloud d'amazon (et donc payant) Cloud non français Interface pour informaticiens Septembre

26 Focus sur Kaa Plateforme IoT Open source Approche open source Vraie volonté d ouverture Repose sur les outils open source existants (suite Apache notamment) S intègre avec les outils BigData open source existants Totalement Gratuit: S installe partout Manque un peu de maturité L agent ne communique qu en TCP/IP pour l instant Nécessite une vraie maîtrise pour installer et configurer Septembre

27 Petit nouveau : Thingsboard Plateforme IoT Open source A tester plus en détails mais semble apporter le meilleur de Kaa et de Amazon IoT (première sortie en janvier 2017) 27

28 Thingsboard architecture 28

29 Conclusion Secteur qui manque globalement de maturité De nouvelles solutions tous les jours Des solutions s imposeront peut être ultérieurement Pas (encore) de standards Il faut faire des choix dans ce contexte, il est recommandé de prendre conseil auprès d experts objectifs 29

30 Architecture et connectivité d une plateforme IoT Questions? Nicolas PHILIPPE 11 avril

1 Actuate Corporation 2012. + de données. + d analyses. + d utilisateurs.

1 Actuate Corporation 2012. + de données. + d analyses. + d utilisateurs. 1 Actuate Corporation 2012 + de données. + d analyses. + d utilisateurs. Actuate et BIRT Actuate est l Editeur spécialiste de la Business Intelligence et le Reporting qui a créé le projet Open Source BIRT

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