EA2014ProtforIoT

Présentation

• Enseignants : Georges-Pierre Bonneau, Didier Donsez (EA2013)
• Sujet : Protocoles de communications pour l'IoT et le M2M
• Date : 10 octobre 2014
• Auteur : Rodolphe Fréby <rodolphe.freby@e.ujf-grenoble.fr>
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Résumé

L’Internet des objets représente la connexion à internet de la plupart des objets de notre vie courante, du monde réel, tels que des capteurs, des montres, ... 2 milliards. C’est le nombre approximatif de ces objets connectés aujourd’hui (en 2014). Certaines estimations placent ce chiffre à 8 milliards pour 2020, d’autres à beaucoup plus. Il est donc nécessaire de concevoir et standardiser des protocoles pour permettre à ces objets de communiquer entre eux, les anciens protocoles étant trop lourd pour ces petits appareils.

Synthèse

[...]les objets parlent réellement et vous préviennent quand il y a besoin de faire/savoir quelque chose. Par exemple, le frigo détecte un surplus de glace, il vous envoie donc un message pour vous dire quoi faire. [http://www.orange-business.com/fr/blogs/usages-dentreprise/machine-to-machine/linternet-des-objets-pour-les-nuls orange]

[...]the Internet of Things—what we view as the latest wave of the Internet -- connecting physical objects in ways that help us analyze and control our environment to provide better safety, comfort, and efficiency.”
[http://blogs.cisco.com/tag/cisco-connected-grid/ cisco]

Et si demain votre maison était équipée de capteurs de températures, d’humidités dans différentes pièces afin de régler automatiquement le chauffage? Et si ce types de données pouvaient être relevées dans une ville afin de notifier les citoyens à de nombreux sujet? Ces objets, de plus en plus nombreux, renvoie une grande quantité de données au travers des réseaux. Ces appareils ont besoin de protocoles de communication pouvant fonctionner sur des appareils avec une puissance de calcul limitée, et sur des réseaux avec une forte latence.

De nombreux protocoles de communication pour l’Internet des objets existent déjà : MQTT, COaP, XMPP… Chacun d’entre eux possède ces propres particularités. Quand MQTT utilisera le principe de publication et souscription, COaP s’inspirera plutôt du protocole HTTP avec des requêtes de type GET, PUT, …

MQTT

Message Queue Telemetry Transport. Il s’agit d’un protocole de communication pour l’internet des objets basés sur le principe de la plublication et souscription. Conçu en 1999 par IBM et Eurotech, il est actuellement dans sa version 3.1. Il a été conçu pour être utilisé comme protocole de communication de machine à machine (M2M : Machine to Machine) par des systèmes avec une puissance limitée sur des réseaux non fiables. il a été récemment proposé à OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) comme standard de communication pour l’Internet des objets. Il a été choisi en 2012 pour être utilisé au sein du logiciel Facebook Messengercomme protocole pour l’envoie de message.

Le principe est simple : les objets publient des messages sur des topics.Les clients intéréssés par un ou plusieurs topics en particulier s’inscrivent sur ceux-ci auprès d’un broker. A emission d’un message par un objet sur un topic donné, le broker aura pour tâche d’envoyer le message à tous les clients s’étant inscrits sur le topic en question.

// Schéma explicatif de la présentation. A venir

MQTT possède plusieurs particularités : Fonctionne au dessus de TCP/IP QoS disponible : Au moins un, au plus un, exactement un Librairies disponibles dans plusieurs langages : Java, Arduino, C, Android… Possibilité d’utiliser un système d’authentification avec nom d’utilisateur et mot de passe. SSL peut être utilisé, mais de manière indépendante du protocole MQTT.

MQTT-SN

Anciennement MQTT-S, MQTT-SN (pour Message Queue Telemetry Transport for Sensor Networks) utilise UDP et non TCP, cela permettant de recevoir les messages dans n’importe quel ordre. Il a été conçu pour être utilisé dans réseaux sans fils de capteurs. L’une des différences entre MQTT et MQTT-SN est la prise en charge des clients se mettant en veille pour le second. Le serveur conserve les messages destinés aux appareils endormis, afin de les communiquer plus tard à leur réveil.