Les plateformes « hardware » utilisées en IOT

L’important développement des plateformes « hardware » au cours de cette décennie a directement influencé l’évolution du domaine de l’IOT.

L’autonomie en énergie de ce type de système, ainsi que l’évolution des performances des processeurs, ont rendu l’intégration de plusieurs fonctions complexes plus simple et plus efficace.Parmi ces plateformes, il y a celles à base de microcontrôleurs qui sont les moins chers et les plus simples à mettre en œuvre. Réellement, des cartes intelligentes à base d’un microcontrôleur PIC de la série 16F ou 18F de microchip (Figure 1) montrent une facilité de programmation en C (en basic ou en pascal) grâce à des bibliothèques développées par l’entreprise Mikroelektronika. Des cartes d’interfaces ont été développées afin d’assurer l’interfaçage du microcontrôleur avec le monde IOT.

Une autre plateforme a connu un essor considérable, c’est la carte Arduino (Figure 2) avec toutes ses panoplies (UNO MEGA, etc..). Un dispositif « open source » avec un environnement de programmation intégré (IDE :Integrated development Environment). Avec ces nombreuses bibliothèques disponibles sur le Net gratuitement, elle constitue une plateforme incontournable pour les amateurs et les débutants dans le domaine de l’IOT.

Des milliers de cartes d’interface appelées « shield » ont été développées, et ce, pour faciliter la communication avec le monde extérieur. La connexion des shields avec la carte mère est très simple comme le montre la figure 3

Dans la même catégorie, la carte STM32 ARM cortex demeure la plateforme la plus professionnelle, vu les performances de son processeur de 32 Bits.Un deuxième type de plateforme a montré son efficacité dans le domaine de l’IOT, à savoir les cartes à base de FPGA (field programmable gate array) (Figure 4), un circuit programmable qui peut intégrer des milliers de fonctions et de circuits. Certes, le développement de ces derniers crée un système appelé SOC (System on Chip) qui permet d’intégrer des systèmes multiprocesseurs dans une même puce (FPGA) tel que le processeur NIOS II d’Altera. En effet, les FPGA permettent une véritable flexibilité et évolutivité pour répondre aux exigences de l’IOT avec une programmation matérielle et logicielle inhérente.

Il faut signaler qu’un système hybride qui groupe les deux types de plateformes, à base de microcontrôleur et de FPGA, a été développé pour gagner les avantages des deux solutions (figure 5). La carte Zboard de Xilinx est un exemple parmi d’autres qui a montré beaucoup d’efficacité dans le développement des systèmes IOT.

Le troisième type de plateforme se base essentiellement sur des cartes qui supportent des OS (operating system). Généralement, l’Unix se présente comme l’OS le plus stable et le plus efficace pour ce genre de système. La carte raspberry PI se montre comme un système très performant et efficace pour le développement d’un système IOt (Figure 6). Précisément, ces fonctions de connectivité avec le réseau internet ainsi que la puissance du raspbian (son système d’exploitation) la rendent comme une plateforme incontournable pour ce genre d’application.