Informatique embarquée et objets connectés

Sciences numériques et technologie

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Embarquer l’informatique dans les objets a beaucoup d’avantages : simplifier leur fonctionnement, leur donner plus de possibilités d’usage et de sûreté, et leur permettre d’intégrer de nouvelles possibilités à matériel constant par simple modification de leur logiciel.

X-wing
R2-D2 : l'informatique embarqué du futur

Après avoir transformé les chaînes de montage des automobiles et les avions dans les années quatre-vingt-dix, l’informatique intervient maintenant dans des domaines toujours plus nombreux : automobile, réseau ferroviaire et transports urbains, domotique, robotique, loisirs, etc., conduisant à un nouvel internet des objets.

Pour les avions par exemple, l’informatique gère le vol en commandant finement des servomoteurs électriques, plus légers et plus fiables que les vérins hydrauliques, les réacteurs, la navigation et le pilotage automatique, et permet l’atterrissage automatique par temps de brouillard. Elle a eu un impact décisif sur l’amélioration de la sécurité aérienne.

Les objets informatisés avaient autrefois des interfaces homme-machine (IHM) dédiées, souvent dépendantes d’une liaison filaire directe. Mais les technologies du Web intégrées au téléphone portable permettent maintenant d’y rassembler les interfaces des objets du quotidien, ce qui en simplifie et uniformise l’usage. Les objets informatisés deviennent ainsi connectés.

Repères Historique

Définitions

Une Interface Homme Machine est un ensemble de moyens physiques (boutons, manettes) ou logiciels (interface graphique) qui permettent à un humain d’échanger des informations avec une machine. Douglas Engelbart est un des pionniers des IHM en informatique avec son système NLS qui introduit la première souris.

Un système informatique embarqué est un système de traitement de l’information autonome ne possédant pas d’entrée et sortie standard comme le clavier et l’écran. Les informations sont reçues de l’extérieur par le biais de capteurs, elles sont traités par un processeur et selon le programme du système des actions physiques peuvent être déclenchées avec des actionneurs.

Un objet connecté est un système informatique embarqué disposant d’une connexion à un réseau local ou à L’Internet.

Un microcontrôleur (MCU en anglais) est un circuit intégré qui rassemble les éléments essentiels d'un ordinateur : processeur, mémoires (mémoire morte et mémoire vive), unités périphériques et interfaces d'entrées-sorties.

schéma iot
Schéma d'un IoT

Entraînement 1 :

  1. Lister des capteurs d'une montre connectée.
  2. Lister les actionneurs d'un portail électrique ultra-moderne.

Du système embarqué à l'objet connecté :

On peut ajouter des fonctionnalités à l’objet réfrigérateur de base.

Le réfrigérateur intelligent :

  • indique si la porte est entre-ouverte (bip)
  • indique si le filtre d'eau doit être changé(bip)
  • détecte les aliments qu'il possède,
  • s'il manque certains aliments importants
  • les recettes pouvant être faites
  • qu'il y a trop d'aliment favorisant le cholestérol…
schéma iot
Schéma d'un IoT

Avec Internet, le réfrigérateur devient connecté :

  • Avertit le smartphone d'acheter des aliments
  • Commande un filtre à eau
  • Recherche les meilleurs prix
  • Affiche sa consommation
  • Commande les denrées fondamentales lui-même
  • Suggère certains travaux à faire au smartphone

Entraînement 2 :

Remplir le tableau suivant avec des exemples d'Interface Homme Machine, de système informatique embarqué et d'objet connecté

Interface Homme Machine système informatique embarqué objet connecté
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