Programmer l'internet des objets
Réf. 04038
A travers ce cours, vous apprendrez à programmer un objet économe en énergie et interopérable avec d'autres objets.
- Durée : 5 semaines
- Effort : 5 heures
- Rythme: Auto-rythmé
- Langues: Français
Ce que vous allez apprendre
À la fin de ce cours, vous saurez :
- Fabriquer et programmer un objet connecté
- Intégrer un objet dans un système "Internet des Objets" (IOT)
- Structurer les données transmises par un objet en vue de leur interopérabilité
- Traiter les données transmises par un objet au sein d‘une application de monitorage
Plus globalement, capter une donnée brute grâce à un objet et la transmettre sous la forme d'une information structurée, essentielle pour construire des systèmes d’information complexes, robustes et fiables.
Description
L'Internet des objets (IoT) constitue une évolution majeure des réseaux mondiaux et doit répondre à deux défis fondamentaux : être économe en énergie et surtout être interopérable, c'est à dire permettre aux objets de s’intégrer facilement dans les systèmes d’information existants.
Ce MOOC va couvrir les technologies, architectures et protocoles nécessaires pour la réalisation de bout en bout de la collecte d’information sur des réseaux dédiés à l’IoT à la structuration de la donnée et à son traitement.
Dans ce MOOC, vous allez notamment :
- découvrir une nouvelle catégorie de réseaux appelée LPWAN dont Sigfox et LoRaWAN sont les représentant les plus connus,
- voir l’évolution de la pile protocolaire de l’Internet qui passe de IPv4/TCP/HTTP à IPv6/UDP/CoAP tout en préservant le concept REST basé sur des ressources identifiées sans ambiguïté par des URI,
- expliquer comment CBOR peut être utilisé pour structurer des données complexes en complément de JSON,
- enfin JSON-LD et la base de données mongodb nous permettra de manipuler aisément l’information collectée. Ainsi, nous introduirons les techniques essentielles pour valider statistiquement les données collectées.
Format
Ce MOOC est composé de 6 semaines de cours dont une semaine de présentation du cours et de conseils pour l'installation de la machine virtuelle. Les 5 autres semaines sont accessibles et permettent à l'apprenant d'avancer à son propre rythme.
Un assistant pédagogique est là pour répondre aux questions des apprenants.
Prérequis
Avoir un ordinateur avec les droits administrateurs pour pouvoir faire les travaux pratiques.
Niveau BAC+2 dans le domaine des réseaux et télécoms recommandé (architecture IP, architecture client/serveur) - recommandations: MOOC principes des réseaux de données, MOOC réseaux locaux.
Bonnes bases en programmation (Python recommandé) - une aide sur python est intégrée à ce cours.
Connaissances de base dans le traitement des données et des bases de données (savoir ce qu'est une base de données, comment l'interroger).
Compétences de base en système UNIX ou Linux : exécuter les commandes de base (ls, cat, chmod, ssh), éditer un fichier (vi, emacs).
Evaluation et Certification
Un badge de réussite est attribué par FUN aux apprenants réussissant à obtenir une note supérieure à 60 %.
Deux types d’exercices ont été conçus pour évaluer vos compétences : des quiz et des travaux pratiques sur machine virtuelle qui vous permettent de vérifier que vous avez acquis les notions exposées dans chaque semaine.
Travaux pratiques :
Les travaux pratiques sur machine virtuelle :
Des tutoriels vidéo vous guideront pas à pas dans l’installation de la VM sur votre PC. Cette machine virtuelle vous permettra de réaliser tous les TP comptant dans l’évaluation.
Les travaux pratiques « en vrai » :
Il s’agira pour vous de réaliser pas à pas, en python, un petit objet Météo à partir d’un lopy4 et d’un capteur BME280, mesurant l’humidité, la température et la pression.
Ces TP sont optionnels et ne sont pas comptabilisés dans l’évaluation.
Liste de matériel et conseils d’installation mis en ligne un mois avant le début du cours (coût estimatif de 70€ à la charge de l’apprenant, prévoir un délai de livraison de 3 semaines) .
Plan de cours
- - Qu'est-ce que l'Internet des objets ?
- C'est quoi le problème ?
- L'architecture de l'Internet
- L'architecture de l'IoT
- TP (sur machine virtuelle) : Analyse d’une trame HTTP avec wireshark
- TP (sur machine virtuelle) : Contrôler un objet distant
- - La représentation des données
- TP (sur machine virtuelle) : Envoi de données structurées avec JSON et CBOR
- TP (avec matériel):Aller plus loin avec un pycom
- TP (avec matériel):Aller encore plus loin avec un réseau LPWAN
- - REST, Publish-subscribe et MQTT
- CoAP
- TP (sur machine virtuelle et/ou avec matériel):Réalisation d'un client CoAP
- - Description du problème
- Spécification d’une ontologie
- Formalisation d’une ontologie
- TP (sur machine virtuelle) : Interopérabilité données/sémantique
- - Quelle data dans les réseaux dédiés à l’IoT : entre le sensor et cloud
- TP (sur machine virtuelle): Statistique et Analyse de données élémentaires sur grandeurs mesurables
- Qualité de la donnée : Données manquantes - données fiables - données outliers
- TP (sur machine virtuelle) : Outils de reconstruction de données sur des données manquantes
- TP (sur machine virtuelle): Outils de filtrage de données
Équipe pédagogique
Laurent Toutain
Catégories
Laurent Toutain est professeur à l'IMT Atlantique au sein du département RSM. Il est responsable de l’équipe OCIF (Objets communicants - Internet du Futur) qui se focalise sur les évolutions protocolaire et architecturale de l’Internet liées à la conception de nouveaux services (Smart grid, vêtements intelligents…). Après avoir travaillé sur le protocole IPv6 et les mécanismes de transition dans différents environnements, il s’intéresse actuellement à leur intégration dans l'Internet des Objets. Il contribue également aux FabLabs pour l’adoption de ces protocoles. Il est l'auteur de plusieurs livres de référence sur les réseaux.
Marc Girod Genet
Catégories
Professeur associé à Télécom SudParis et chercheur associé CNRS-SAMOVAR (UMR 5157), au sein duquel il anime la thématique transverse sur l’énergie. Ses axes de recherche englobent notamment les réseaux personnels (réseaux de capteurs et architectures de mesures inclus), les communications M2M et les architectures de type IoT/WoT, les modèles de données sémantiques et les ontologies.
Kamal Singh
Catégories
Kamal Singh est actuellement maitre de conférences à Telecom Saint-Etienne. Il fait partie de l’équipe de recherche appelée Connected Intelligence au Laboratoire Hubert Curien et mène ses travaux de recherches sur l’Internet des objets, les villes intelligentes, le Big Data, Web sémantique, qualité de l’expérience et software defined networking.
Établissements
Nos mécènes
Ce MOOC est réalisé avec le soutien de la Fondation Patrick et Lina Drahi et de la Fondation Télécom.
Licence
Licence pour le contenu du cours
Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale
Vous êtes autorisé à :
- Partager — copier, distribuer et communiquer le matériel par tous moyens et sous tous formats
- Adapter — remixer, transformer et créer à partir du matériel
Selon les conditions suivantes :
- Attribution — Vous devez créditer l'oeuvre, intégrer un lien vers la licence et indiquer si des modifications ont été effectuées à l'oeuvre. Vous devez indiquer ces informations par tous les moyens raisonnables, sans toutefois suggérer que l'offrant vous soutient ou soutient la façon dont vous avez utilisé son oeuvre.
- Pas d’Utilisation Commerciale — Vous n'êtes pas autorisé à faire un usage commercial de cette oeuvre, tout ou partie du matériel la composant.
Licence pour le contenu créé par les participants du cours
Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale
Vous êtes autorisé à :
- Partager — copier, distribuer et communiquer le matériel par tous moyens et sous tous formats
- Adapter — remixer, transformer et créer à partir du matériel
Selon les conditions suivantes :
- Attribution — Vous devez créditer l'oeuvre, intégrer un lien vers la licence et indiquer si des modifications ont été effectuées à l'oeuvre. Vous devez indiquer ces informations par tous les moyens raisonnables, sans toutefois suggérer que l'offrant vous soutient ou soutient la façon dont vous avez utilisé son oeuvre.
- Pas d’Utilisation Commerciale — Vous n'êtes pas autorisé à faire un usage commercial de cette oeuvre, tout ou partie du matériel la composant.