Qu'est-ce que l'architecture IoT et pourquoi est-elle importante ?

Les discussions techniques aujourd'hui ont souvent deux aspects principaux : les opportunités financières qu'elles offrent et l'optimisation qu'elles peuvent fournir. Dans ces deux domaines, l'Internet des Objets (IoT) est un sujet immense, comme en témoigne l'estimation de McKinsey de sa valeur, qui se situerait entre $5 et $12 trillions d'ici 2030. Le même rapport souligne le potentiel vaste de l'architecture IoT dans les secteurs de la fabrication et de la santé.

Avec ces points à l'esprit, nous aimerions vous offrir un aperçu approfondi de l'importance de l'architecture IoT, décomposer ses couches et vous aider à choisir la bonne plateforme. Notre article fournira également des informations sur la façon dont l'IoT peut bénéficier à l'urbanisme, à la santé et à l'agriculture. En bref, ce sera une dissection complète de l'IoT en tant qu'outil et un guide sur la manière dont vous pouvez en bénéficier.

Le même rapport que nous avons mentionné ci-dessus souligne également que certaines entreprises ont eu du mal à tirer parti de l'IoT dans leurs opérations. Cela peut être dû à un manque de concentration sur cette technologie transformative, qui peut être difficile à comprendre pleinement. Commençons simplement et définissons ce qu'est l'architecture de l'Internet des Objets et de quoi elle est composée.

Donc, l'architecture IoT pour les débutants : c'est la structure et les types de connexions entre vos différents dispositifs IoT. Cela signifie les dispositifs eux-mêmes, les protocoles qui déplacent et traitent les données, les outils de transport et les applications qui contrôlent les dispositifs. On en parle généralement en termes de couches, dont nous parlerons ci-dessous, et de la façon dont elles interagissent.

Selon les statistiques, il y a un incroyable 18,8 milliards de dispositifs IoT dans le monde, ce qui signifie qu'il y a au moins des millions d'entreprises utilisant l'architecture de l'IoT. Peu importe combien chaque entreprise en utilise, elles doivent toujours structurer leur écosystème pour les optimiser.

La popularité de l'IoT n'est guère surprenante, étant donné qu'il existe depuis le siècle dernier et a eu beaucoup de temps pour croître et évoluer. Aujourd'hui, il couvre des cas d'utilisation essentiels tels que le contrôle de la croissance des cultures et l'amélioration de l'expérience client dans les systèmes de services intelligents, entre autres. Cette polyvalence maintient l'IoT pertinent, et une architecture IoT flexible permet plus d'expérimentation lorsque cela est nécessaire.

Pour un exemple majeur, jetez un œil à Amazon automatisant et rationalisant ses centres de distribution, certains des entrepôts les plus fréquentés de la planète, en utilisant l'IA et l'architecture réseau IoT. Cette combinaison leur permet de surveiller l'efficacité, de contrôler les opérations à distance et de minimiser les temps d'arrêt dans les centres. Ça a l'air plutôt bien, non ? Jetons un œil aux couches d'architecture IoT pour voir comment vous pouvez faire de même.

Bien que les entreprises puissent adapter l'architecture IoT à leurs besoins, la configuration typique impliquera quelques-unes de ces couches standard :

En fonction de la façon dont vous structurez votre propre système, vous pourriez utiliser toutes ces couches ou seulement trois, mais c'est quelque chose que nous aborderons plus tard. Tout d'abord, parlons de chaque couche séparément afin que vous puissiez comprendre leur rôle dans l'architecture de la plateforme IoT.

Couche de Perception (Sensing)

Un autre nom très descriptif pour cette couche est la couche des appareils. C'est à peu près cela - il s'agit de l'ensemble des gadgets et mécanismes habilités par IoT que vous avez et devez connecter.

Cela signifie que la couche de perception de votre architecture IoT peut inclure des éléments comme des caméras, des capteurs, des gadgets intelligents, des machines de santé, etc. C'est une couche essentielle, ce qui signifie qu'il n'existe pas de configuration architecturale sans elle. Après tout, ce sont les éléments IoT, vous ne pouvez rien construire pour eux s'ils ne sont pas inclus.

Couche de Connectivité (Network/Transport)

La connectivité est la deuxième couche essentielle, fournissant les outils pour la transmission et le partage des données entre vos appareils IoT et d'autres éléments de votre écosystème. Elle utilise des protocoles de transport et de cryptage pour assurer des transferts réguliers et fiables. Le transport peut se faire via votre WiFi sur site ou des réseaux cellulaires 5G, ou même Bluetooth, si les dispositifs sont regroupés.

Il est important de noter que l'architecture de votre système IoT de connectivité peut et doit impliquer une variété de méthodes de transport. De cette façon, vous pouvez non seulement mettre en place un système flexible qui n'a pas de point de défaillance unique, mais aussi veiller à ce que tous les types d'appareils puissent facilement s'intégrer dans l'écosystème.

Couche de Traitement des Données

Le nom est explicite ici, car il s'agit de la couche d'outils qui collecte et traite les données générées par votre réseau IoT. Elle permet aux entreprises d'analyser les performances de leur écosystème, d'implémenter facilement des changements et, par la suite, de générer des informations pour assurer un développement futur.

Cette couche implique également le stockage des données, comme les environnements cloud, les lacs de données et les serveurs sur site.Il est vital de sécuriser ce niveau de l'architecture de votre plateforme IoT, car c'est là que toutes les informations sensibles résideront. La sécurité est évidemment importante pour l'ensemble du système, mais elle commence ici et s'élargit vers l'extérieur.

Couche d'application

C'est la partie de l'architecture de l'Internet des objets qui est visible par les utilisateurs, relative aux interfaces que les gens utilisent pour contrôler les appareils et suivre facilement leurs actions. Celles-ci peuvent être développées spécifiquement pour votre entreprise afin d'assurer l'accès interne au fameux panneau de contrôle. Alternativement, si vous êtes dans le secteur de la vente d'appareils IoT, vous pouvez avoir deux applications distinctes, une pour les clients, une pour l'administration.

L'application admin peut être complexe, car elle sert de centre de l'architecture IoT, vous permettant de définir des routines spécifiques que les appareils doivent suivre et d'ajuster les règles d'automatisation. C'est la seule chose dont vous avez besoin pour ajuster l'ensemble de votre réseau à la volée. Par conséquent, c'est la dernière des trois couches essentielles pour l'architecture de l'IoT.

Couche commerciale

Complémentaire à la couche de traitement des données, cette couche de l'architecture IoT est entièrement dédiée à la conversion des informations recueillies en intelligence commerciale. Elle inclut généralement des tableaux de bord qui affichent des analyses et des rapports visualisés compilés à partir de vos opérations. Cela n'est possible que grâce au traitement effectué au niveau supérieur, qui s'appuie dessus.

L'interconnexion des différentes couches dans votre architecture IoT rend les choses plus rationalisées et permet un contrôle facile des données. Si vous choisissez d'avoir la couche commerciale, ce que la plupart des entreprises feront probablement, assurez-vous qu'elle est connectée aux API nécessaires.

Couche de l'informatique en périphérie et en brouillard

Cette couche de l'architecture IoT est nécessaire lorsque votre entreprise se développe, entraînant une latence élevée, ce qui ralentit le traitement des données et les réponses. Les appareils avec des capacités de périphérie envoient des paquets de données pour un traitement rapide et efficace. Ceux-ci sont livrés à des nœuds proches dans le système, réduisant ainsi considérablement la latence.

Les appareils activés par la périphérie dans une architecture IoT peuvent également envoyer automatiquement des rapports si une anomalie se produit, ainsi que stopper les processus qui semblent déranger le système. De plus, les appareils IoT avec des capacités de périphérie sont très compatibles, ce qui facilite la croissance de l'écosystème de votre entreprise.

Couche de sécurité

Cet aspect de l'architecture IoT concerne la protection de votre entreprise et de vos données, ce qui signifie utiliser plusieurs outils pour renforcer la sécurité. Par exemple, vous pouvez utiliser à la fois le cryptage asymétrique et le cryptage symétrique, le premier étant réservé aux données les plus sensibles.

Votre plan de sécurité doit également impliquer des approches diverses pour tout, des appareils eux-mêmes à l'environnement cloud et à la connexion entre eux. Des choses comme l'implémentation du protocole TLS sont maintenant standard, par exemple.

Il existe deux approches typiques de l'architecture IoT le plus souvent observées dans les entreprises.

Nous allons examiner les deux et offrir une perspective sur chacun afin que vous puissiez choisir celui qui convient le mieux à vos opérations.

Comprendre l'architecture IoT à trois couches : Structure et défis de sécurité

C'est peut-être l'approche la plus simple de l'architecture IoT qui fonctionne encore. Elle se compose de trois couches principales, qui sont :

Cela signifie que vous utilisez uniquement vos appareils IoT, les protocoles qui les connectent et les applications qui contrôlent les appareils. C'est un système simple, ce qui est sa principale force - vous pouvez le mettre en place et le maintenir avec une relative simplicité, consacrant moins de temps et d'argent à l'architecture.

Cependant, la simplicité signifie également qu'il manque de puissance analytique précieuse et ne se prête pas vraiment bien à l'extensibilité. Cela laisse ce modèle comme un bon choix initial. Pourtant, il doit être élargi à mesure que votre entreprise croît et atteint de nouveaux sommets. Il manque également les couches supplémentaires de sécurité et d'informatique de périphérie, ce qui le rend moins sûr à utiliser et susceptible de ralentir les opérations.

Explorer l'architecture IoT à cinq couches et ses avantages

L'architecture IoT à cinq couches offre un peu plus de flexibilité, et vous pouvez décider par vous-même quelles deux couches élargiront la couche plus sparse à trois couches. Nous suggérons généralement d'ajouter la sécurité et le traitement des données, bien que certaines entreprises optent plutôt pour une couche métier.

Cela se fait typiquement lorsqu'une entreprise cherche à optimiser ses opérations et espère que les informations supplémentaires des couches de traitement et de métier fourniront cela. Ce type d'approche n'est pas mauvais, surtout depuis que vous pouvez l'utiliser pour définir votre cap et ensuite vous concentrer sur la sécurité.

En général, lorsqu'on parle d'architecture IoT et de couches supplémentaires, vous devez faire une estimation du coût par rapport à la valeur pour chaque nouvelle couche que vous souhaitez. En conséquence, vous constaterez généralement que trop de couches créent des rendements décroissants. Alors qu'une structure à cinq couches offre suffisamment d'avantages sans compliquer trop l'architecture, la rendant ainsi un choix assez solide.

La grande variété de configurations IoT et l'éventail étendu d'appareils disponibles sur le marché les rendent applicables dans de nombreux cas différents. Cette section se concentrera sur la façon dont l'IoT peut transformer divers créneaux et fournir de la valeur en retour de vos efforts.

Villes intelligentes et IoT

Construire une architecture IoT à l'échelle d'une ville entière peut être un défi, mais c'est un projet très gratifiant qui bénéficie à tous les résidents. Par exemple, des feux de circulation intelligents peuvent être configurés pour mesurer les données des capteurs de trafic afin de changer leur lumière plus efficacement, éliminant ainsi les embouteillages.

Alternativement, les entreprises de gestion des déchets peuvent utiliser des capteurs pour déterminer quand les collectes doivent avoir lieu. En conséquence, les villes dans leur ensemble fonctionnent de manière plus optimale et offrent de meilleurs services.

Santé et IoT

L'architecture IoT médicale implique généralement des dispositifs tels que des appareils portables pour recueillir des données sur les patients et des machines de vie assistée qui ajustent automatiquement leur performance à l'utilisateur. Les principaux cas d'utilisation se concentrent sur la facilitation et la précision des soins à distance, ainsi que sur l'adaptation des services aux patients.

Agriculture et IoT

Dans le domaine agricole, l'utilisation de l'architecture IoT et de l'IA peut aider à évaluer l'état du sol, à s'attaquer à l'érosion et à surveiller les cultures. En conséquence, les agriculteurs peuvent s'assurer que leur récolte ne tombera pas à l'eau, détecter des microbes dangereux et améliorer la qualité de leurs cultures dans l'ensemble.

IoT industriel et fabrication

Peut-être l'espace le plus typique pour l'architecture IoT est celui de la fabrication, car les chaînes de montage automatisées et les systèmes de commande s'appuient sur des capteurs et des dispositifs intelligents. Ces éléments, ainsi que l'analyse alimentée par l'IoT et les télécommandes, rendent le travail industriel plus efficace.

Maisons intelligentes et IoT

Le monde d'aujourd'hui, soucieux du climat, encourage l'architecture IoT dans les maisons intelligentes à être utilisée pour l'efficacité énergétique, minimisant l'impact environnemental d'un ménage. En outre, les dispositifs IoT peuvent permettre des télécommandes pour l'éclairage, les systèmes de divertissement et les appareils. De plus, les assistants vocaux sont désormais devenus assez courants.

Si votre entreprise a besoin de conseils professionnels sur la conception de l'architecture IoT, notre équipe de développement IoT peut vous aider avec la planification de l'architecture, le choix de la plateforme et la mise en œuvre.

Construire l'architecture IoT parfaite est plus facile lorsque vous utilisez une plateforme fiable et éprouvée pour renforcer votre système. Voici quelques conseils pour choisir une plateforme qui répond à vos besoins.

Vue d'ensemble des plateformes IoT populaires

Les plateformes les plus couramment utilisées pour l'architecture IoT sont également celles que la plupart des entreprises connaissent de leur travail avec des environnements cloud. Cela signifie que les principaux acteurs sont :

Ces géants de la technologie offrent leurs services comme AWS IoT Analytics ou Azure IoT Edge, soutenus par les ressources considérables qu'ils possèdent et des technologies de pointe. Cependant, ce ne sont pas les seules options que vous avez, car d'autres plateformes moins connues existent, telles que Particle et ThingWorx IIoT.

Ces dernières plateformes sont remarquables pour répondre à des cas d'utilisation plus spécifiques, Particle étant axé sur l'informatique en périphérie, ce qui est idéal pour les entreprises en pleine croissance.

En attendant, ThingWorx fournit des services aux entreprises industrielles spécialisées dans la fabrication de dispositifs IoT.

Facteurs clés à considérer lors du choix d'une plateforme

La principale chose qui devrait définir votre choix est l'objectif de votre architecture IoT. Nous avons déjà souligné que ThingWorx est conçu pour les entreprises de fabrication, mais ce n’est pas tout. En fonction de l'échelle de vos opérations et de l'industrie, vous pourriez vouloir opter pour une plateforme offrant des capacités d'évolutivité substantielles ou des outils conçus pour, par exemple, du matériel médical.

Il est également crucial de penser à la sécurité, que les grandes plateformes auront probablement un avantage sur les plus petites. De même, la plupart des entreprises souhaiteront une certaine flexibilité de la part de leur plateforme de choix. Des éléments comme des widgets personnalisés peuvent aider à configurer des pipelines efficaces et à adapter le service à des dispositifs inhabituels, y compris des dispositifs hérités.

Les prévisions actuelles pour les nouvelles tendances en architecture IoT incluent, bien sûr, l'inévitable avènement de la 6G. Certaines recherches suggèrent que les réseaux IoT seront capables d'atteindre n'importe quel endroit d'ici 2030, bien que cela puisse être une vue quelque peu optimiste. Néanmoins, la connexion transparente à faible latence que la 6G peut fournir sera certainement un changement de jeu.

Un autre développement passionnant qui devrait changer l'avenir de l'IoT est les surfaces intelligentes reconfigurables (RIS). Celles-ci agissent comme des antennes de transmission de haute qualité, assurant une connexion stable entre les dispositifs même lorsqu'ils se déplacent à grande vitesse ou entrent dans des zones avec une faible couverture.

Enfin, la diffusion de la disponibilité du réseau intégré satellite et aérien (SAIN) signifie que l'architecture pourrait bientôt subir des changements significatifs. L'utilisation de satellites pour maintenir le signal élimine le besoin d'une grande partie des configurations de couche de transport plus complexes, réduisant le coût de l'architecture.

Au cours des dernières années, le WiFi a été essentiel pour quiconque recherchait une architecture IoT fiable et sécurisée, car l'utilisation de la 5G publique signifiait essentiellement échanger la sécurité des données contre la vitesse. Cependant, les récentes améliorations de l'URLLC (Communication ultra fiable à latence ultra basse) ont radicalement changé la donne.

La possibilité de mettre en place un réseau privé 5G sans encourir de coûts importants ou faire face à des déploiements trop complexes en fait un choix viable pour la communication IoT. Cela augmente considérablement votre couverture Internet et l'accélère tout en maintenant la latence basse. Pour l'instant, cela peut ne pas encore être pleinement omniprésent, mais ces types d'avantages sont sûrs de rendre la 5G privée standard.

Cela conclut notre guide sur la structure IoT et comment l'implémenter efficacement, ainsi que certaines de nos observations sur son applicabilité dans diverses industries. Avec ces connaissances, vous devriez être en mesure de trouver la bonne approche pour intégrer cette technologie dans votre entreprise.

Cependant, nous sommes toujours ouverts à fournir un peu plus d'aide pour ceux qui le souhaitent.

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