Les premiers capteurs sans fil de l’Internet des Objets sur IPv6


images arch rockLa société Californienne Arch Rock vient d’annoncer que pour la première fois, une plate-forme de  réseau de capteurs sans fil a obtenu la certification IPv6. En effet, la plateforme PhyNet, développée par Arch Rock autour de l’implémentation d’une stack du protocole 6LoWPan a passé avec succès les 450 tests de conformité et d’interopérabilité conduits par le Forum IPv6, obtenant ainsi le niveau « IPv6 Ready-Phase 2 (Gold) ». Cette certification permet d’ouvrir une passerelle de développement plus ouverte entre le monde des capteurs sans fil de type ZigBee et le monde Internet. En d’autres termes, elle représente une étape importante pour faciliter la mise en œuvre de solutions et d’applications basées sur des réseaux de capteurs à basse consommation et faible portée sur l’Internet. C’est une première pièce opérationnelle du puzzle qui permettra de mettre facilement les objets sur Internet.

Une start’up née d’un projet de l’Université de Berkeley financé par Intel

Arch Rock est une start’up Californienne crée en 2006 dont les racines se trouvent dans le projet TinyOS developpé par David Culler, professeur à l’Université de Berkeley et Wei Hong, chercheur au Intel Research Berkeley Lab. Cette société dirigée depuis ses débuts  par le Français Roland Acra, ancien CTO de Cisco, s’est fixé comme objectif de faciliter l’industrialisation des réseaux de capteurs, une pièce maitresse de ce qu’on appelle l’Internet des objets.  Un assez grand nombre de technologies de capteurs sans fil existent aujourd’hui, mais beaucoup des éléments d’une offre industrielle restent encore à mettre en place, notamment en ce qui concerne la mise en œuvre de ces capteurs sur le réseau Internet. Arch Rock s’est centrée dans un premier temps  sur le développement d’une plate-forme appelée PhyNet dont le rôle est d’intégrer directement les réseaux de capteurs de type ZigBee sur le réseau Internet. « Notre approche explique Roland Acra, est centrée sur le protocole 802.15.4 que l’on appelle plus souvent  ZigBee. L’intérêt de ce protocole est de permettre la mise en place de réseaux de capteurs qui ne nécessitent pas une alimentation électrique de forte puissance. »  Ce protocole de communication est destiné aux réseaux de type LrWPAN (Low Rate Wireless Personal Area Networks) composés de capteurs fonctionnant sur 3 types de puces radio utilisant les bandes de fréquence  2.4Ghz, comme le WiFi, mais aussi  902-928 Mhz aux Etats-Unis et  868 Mhz en Europe. Ces capteurs permettent des vitesses de transfert des données jusqu’à 250 kbps à une distance maximum de 1600 m.

Avec Arch Rock, Zig Bee s’ouvre à l’internet des humains, à la domotique, au contrôle d’énergie, à l’automation..

La première activité de Arch Rock a été de développer en 2007 une stack IP pour ZigBee qui facilite la mise en œuvre de ces capteurs ZigBee sur IP. C’est cette architecture, conforme à la norme RFC4944 de l’IETF qui reçoit aujourd’hui le label IPv6.  Roland Acra précise : « En effet, la stack ZigBee qui met en relation les couches physiques des puces et les applications ne permettait pas de passer directement sur IP. Nous avons donc développé une architecture qui consiste à prendre les couches supérieures du protocole ZigBee décrivant la manière dont doit se comporter un thermostat, un interrupteur, un contrôleur, un compteur électrique etc… et de les mettre sur un protocole IP. Cela signifie que l’on peut maintenant mettre des services Web embarqués directement sur le capteur 802.15.4 qui peut ainsi être exposé à HTTP, REST ou XML. Jusque là, ZigBee ne pouvait parler directement qu’à d’autres ZigBee. Le portage de la couche applicative sur IP a ouvert le monde de la domotique, de l’automation et du contrôle d’énergie à tous les équipements 802.15.4. Les réseaux de capteurs ou WSN (wireless sensor networks) peuvent désormais communiquer facilement avec d’autres équipements sur des réseaux WiFi, des réseaux fixes Ethernet, du cellulaire etc… »

Des réseaux de capteurs maillés

Le développement de la stack IP sur le protocole 802.15.4 représente une petite prouesse dans la mesure où elle a du respecter les contraintes assez strictes d’alimentation, de place mémoire et de ressources de communication imposées par la norme 802.15.4. « Nous travaillons avec l’IETF, indique Roland Acra,  pour développer des protocoles de routage communs sur ces maillages radio. Ainsi, pour compenser la faible portée de la radio, nous avons développé un système de maillage, ou ‘mesh’,  qui permet d’utiliser les capteurs à proximité pour servir de relais et étendre la portée au delà d’un seul capteur. Aujourd’hui, le protocole est le notre mais nous avons démarré un groupe de travail à l’IETF pour normaliser ce type d’algorithme. Le groupe de travaille s’appelle ROLL (routing over low power and lossy networks), il a été crée début 2008 et regroupe des gens de Cisco, Huawey, etc….”

Des applications pour l’industrie et pour le grand public

Energy Optimizer de Arch Rock

Energy Optimizer de Arch Rock

Pour Roland Acra, le potentiel d’applications pour les réseaux de capteurs 802.15.4 est très vaste dans la mesure où désormais les données du système de capteur peuvent être présentées à travers des services Web. Il n’est plus nécessaire d’aller dans le firmware des capteurs pour les récupérer et les transférer dans des applications Internet ou encore de faire confiance à des stacks réseau propriétaires, généralement developpés par des constructeurs de puces radio ZigBee. Il voit trois grands secteurs d’applications. « Le tertiaire, dit-il, gagne de la visibilité avec le simple compteur EDF. Nous avons développé une application autour de notre plate-forme qui permet de déterminer avec précision et en temps réel les consommations d’énergie dans des bâtiments, dans des immeubles, dans des centres de données. Nous pouvons créer des zones, des circuits, des sous secteurs et les suivre séparément. Nous voulons être le TiVo de l’Energie… » Ce type d’application, similaire au smart grid est très utile pour les sociétés et les compagnies d’électricité pour obtenir une lecture fine des consommations d’énergies. Les réseaux de capteurs sans fil peuvent aussi servir dans les fermes solaires pour monitorer 24×7 l’efficacité de chaque panneau solaire et détecter les pannes. « Le deuxième type d’applications explique-t-il, est destinée à être couplé avec des opérateurs qui veulent piloter des mesures chez le particulier pour lui offrir des abonnement spécifiques en fonction de sa consommation d’énérgie à certaines heures. Nos systèmes permettent un contrôle plus fin et une offre de service à la demande. ». L’opérateur peut aussi être la SNCF souhaitant disposer de mesures de sécurité sur certaines parts de ses trains de marchandises.

Un grand nombre d’applications pour les collectivités locales

Enfin, le secteur municipal, les collectivités locales et l’administration peuvent développer des réseaux de capteurs 802.15.4 pour de nombreuses applications en ville comme le contrôle des parcmètres, le contrôle du trafic de circulation des voitures, la surveillance des décharges publiques, la qualité de l’air, le transport de l’eau (détecter les fuites), etc…  « IP devient un véritable vecteur d’intégration avec des réseaux déjà existants (WiFi, cellulaires, ADSL) sachant que les capteurs peuvent être alimentés par de simple petits panneaux solaires de quelques centimètres carrés, ajoute Roland Acra. » . La ville de San Francisco a par exemple développé un projet appelé Streetline qui fait appel a ce type de réseau. Des étudiants Français de l’Université de Berkeley ont développé un projet de contrôle de l’irrigation des vignes avec un système de capteurs qui mesure la montée de sève dans les pieds de vigne et adapte l’arrosage de la vigne. Arch Rock essaie de susciter la mise en place d’applications spécifiques à travers un écosystème de petites sociétés et d’intégrateurs qui connaissent bien les différents secteurs.

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2 commentaires sur “Les premiers capteurs sans fil de l’Internet des Objets sur IPv6”


  1. Bonjour Alain,
    Bien longtemps que nous ne sommes vus. Puis-je reprendre (en mettant un lien vers ton blog) cet article sur http://www.filrfid.org ?

  2. Souissi ines Says:

    Bonjour,
    je suis un élève ingénieur en réseaux informatiques et télécommunications

    je suis en période de stage PFe, le sujet porte sur les réseaux de capteurs appliqué dans un contexte d’agriculture de précision,,

    j’ai des problèmes concernant la récupération des données du gateway et les enregistrer des une base de données
    jui vraiment coincée et jai trop besoin de votre aide

    Merci


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