EA2014 IoT Communication

= Présentation =


 * Enseignants : Georges-Pierre Bonneau, Didier Donsez (EA2014)
 * Sujet : Communications longue distance pour l'Internet des Choses
 * Date : 24 octobre 2014
 * Auteur : BARBIER Jérôme

Mots Clés
IoT, communication, sifgox, lora, longue distance,

= Synthèse =

Problèmes de connectivité grandissante
Les objets connectés sont dans de nombreux cas des objets simples, souvent isolé et fonctionnant sur batterie, avec des capteurs qui détectent certain événements ou informations et transmettre ces données à un système informatique. L'information peut être quelque chose tel que la température, l'humidité, l'emplacement, les informations de présence, de la santé données, et beaucoup plus. Ces applications ont tendance à avoir de très différentes exigences en matière de réseau et de transmission de données en ce qui concerne la connectivité que les clients souhaitent avoir avec (Smartphone, ordinateurs). Un objet de débit faible (en termes de transmission de données) aura surement une très faible consommation d'énergie et une connectivité réduite car il ne va envoyer que des petits messages de temps en temps. Le manque de solutions de connectivité adaptées à faible débit a déjà prouvé et restera comme l'un des obstacles majeurs à la réalisation de la croissance de l'industrie attendu en termes d'internet des objets. C'est dans ce cadre que la technologie SigFox intervient.

SigFox
SigFox est une entreprise française qui s'attaque au monde de l'internet des Objets. Leur ambition est de développer le plein potentiel de l'Internet des Objets en proposant un réseau global très bas débit hautement évolutif pour les objets connectés. Leur réseau captent actuellement 90% de la surface française avec plus de 100.000 objets connectés s'envoyant en moyenne 10 messages par jours. Pourquoi ce nombre ? Tout simplement afin d'économiser de la batterie tout en gardant des valeurs pertinente. En effet, pour un capteur de température extérieur, émettre ça valeur toutes les 0.5 secondes n'est forcément pertinent. Son réseau machine-to-machine (M2M) a déjà passé les frontières pour envahir les Pays-Bas, Moscou ou encore Saint-Pétersbourg.

SigFox : "The momentum of the Internet of Things is now building. The Internet changed our lives, and the Internet of Things will change us again."

Une nouvelle approche des Objets
SIGFOX: 50 microwatts GSM/cellular : 5000 microwatts
 * Facilité d'utilisation
 * Il n'y a pas de réseau local spécifique pour les équipements à installer lors de l'utilisation SIGFOX. Le réseau est toujours disponible et prêt à l'emploi. Facile à utiliser leur API d'intégration ainsi que des applications de gestion sont inclus dans le package de connectivité.
 * Fonctionnement
 * Les objets sont directement connecté au réseau. Facile à utiliser leur API d'intégration ainsi que des applications de gestion sont inclus dans le package de connectivité.
 * Longue distance
 * La technologie de réseau SIGFOX permet une très grande distance entre les objets et les émetteurs-récepteurs, ce qui permet au réseau de couvrir de grandes surfaces et d'atteindre souterrain et objets enterré.
 * La technologie de SIGFOX permet une meilleure pénétration de réseaux cellulaires traditionnels tels que le GSM, tout en assurant la haute fiabilité de transfert de donnée et une consommation d'énergie radicalement inférieur à la normal.
 * Fréquence indépendante
 * Basse consommation d'énergie
 * Bas Prix

Cas d'utilisation
Un cas d'utilisation existante est une application de détection d'incendie où le objet de détecteur de fumée muni d'un modem compatible SIGFOX et transmet des données pour s'assurer que l'alarme fonctionne et envoie des messages d'alerte en cas d'incendie réel. Le bénéfice de l'entreprise pour le service fournisseur est d'optimiser leur service à la clientèle et la rétention en termes d'alertes lorsque l'appareil ne fonctionne pas alors que la consommateur peut avoir la paix d'esprit pour être prévenu quand il est plus nécessaire. Un avantage dérivé est d'alerter la fois le service d'incendie et l'abonné en cas d'incendie par SMS.

Longe range
Telcos / satelitte (consommation d'énergie, cher à mettre en place)

XBee ZB Pro : grande portée (7-12km)

Lora
La technologie LoRa ™ comprend une couche normalisée LoRa MAC software offrant des bonnes performances :
 * Communication protocole obéissant aux contraintes M2M;
 * Faible consommation d’énergie permettant de faire fonctionner des objets sur une pile ou des panneaux solaires pendant de nombreuses années;
 * Transmission (bi-directionnelle) longue portée jusqu’à 4km en condition urbaine et jusqu’à 15km en condition dégagée;
 * Débit de données adapté aux contraintes des capteurs;
 * Bonne pénétration à l’intérieur des bâtiments;
 * LoRa Mode : 0.24 to 37.5 kbps  // FSK mode : 1.2 kbps to 250 kbps
 * Consommation : 12,5 mA (RX) // 120 mA (TX)

UNB (Ultra Narrow Band)
L'utilisation de l'UNB est essentielle à la fourniture d'un réseau de haute capacité, évolutif, à très faible consommation énergétique, tout en conservant une infrastructure cellulaire simple et facile au déploiement sous forme d’étoile.

ISM
Les bandes de fréquence ISM sont libres de droit. Il existe principalement 3 bandes de fréquences libres :
 * les bandes basses (liaisons domestiques telles que les téléphones DECT, les télécommandes de voitures, de portails...)
 * Les bandes 2,4 GHz ( réseaux sans fil types Wi-Fi, Bluetooth, transmetteur vidéo, baby phone... )
 * Les bandes 5,8 GHz (également les réseaux sans fil)

Short range
ZigBee : basse consommation, petite porté (10-100m)

Wavenis
Wavenis est une technologie développée par Coronis, société spécialisée dans le développement de solutions de communication sans fil. Cela se traduit par un protocole de communication longue distance, sans fil qui est devenu un standard mondial pour les applications M2M, et représente le parfait compromis entre basse consommation et longue portée. Cette technologie permet ainsi de faire communiquer des équipements ayant de fortes contraintes d’autonomie d’énergie et d’environnement (accès difficile, interférences, sécurité, pas d’arrivée électrique, etc.), et ce de façon bidirectionnelle.

= Notes et références =
 * http://pro.clubic.com/entrepreneur-et-creation-entreprise/actualite-520429-sigfox-ludovic-moan.html
 * http://www.sigfox.com/fr/
 * http://www.nemeus.fr/
 * http://www.digi.com/
 * http://www.kerlink.com/
 * http://www.semtech.com/
 * http://www-coronis-com.dyn.elster.com/en/specifications.html