Informatique embarquée et objets connectés

L'informatique embarquée dans les objets

Embarquer l'informatique dans les objets permet à la fois de simplifier leur fonctionnement et de diversifier leurs possibilités d'utilisation. Le fait que ces objets soient pilotés par des logiciels permet aussi d'intégrer plus facilement de nouvelles fonctionnalités.

Domaines d'application de l'informatique

L'informatique intervient maintenant dans de nombreux domaines : avionique, automobile, réseau ferroviaire, transports urbains, domotique, robotique, loisirs, santé, agriculture, etc.

Évolution des interfaces de contrôle

Les premiers objets informatisés étaient pilotés par des Interfaces Homme-Machine (IHM) dédiées. Les technologies du Web intégrées au smartphone permettent aujourd'hui de simplifier l'usage de ces objets.

Internet des Objets

On utilise ainsi les sigles IdO en français pour Internet des Objets (ou IoT en anglais pour Internet of Things).

Évolution historique des systèmes embarqués

Les premières applications militaires et spatiales

• 1961 : premier système embarqué de contrôle avionique d'un missile balistique de l'US Air Force.
• 1967 : premier système embarqué de guidage lors de la mission lunaire Apollo.

L'essor des microprocesseurs

Les automobiles utilisent des systèmes de contrôle du moteur avec microprocesseurs depuis les années 1970. En 1971, Intel produit le premier processeur, l'Intel 4004.

Développement dans les transports

• 1984 : sortie de l'Airbus 320, premier avion équipé de commandes électriques informatisées.
• 1998 : mise en service du métro informatisé sans conducteur Météor (ligne 14 à Paris).

L'ère de la connectivité

• 1999 : introduction de l'expression « internet des objets » par Kevin Ashton.
• 2007 : arrivée du smartphone.

On estime à 50 milliards le nombre d'objets connectés en 2020.

Les systèmes embarqués et leurs interfaces

L'information des systèmes embarqués est obtenue soit via des IHM (Interface Homme Machine) soit via des capteurs.

Fonctionnement des interfaces

Ces interfaces contrôlent alors des actionneurs physiques et fournissent aussi des informations aux utilisateurs.

Contraintes des systèmes embarqués

Certains systèmes embarqués (notamment dans les domaines de l'avionique ou du militaire) ont des contraintes sévères en termes de temps d'exécution.

Systèmes temps-réel

Ces systèmes embarqués dits temps-réel rendent le développement des logiciels qui les pilotent plus délicat.

L'Internet des Objets (IoT)

Définition technique

Techniquement, l'Internet des Objets désigne l'identification numérique directe et normalisée (par adresse IP, protocoles smtp, http, https...) d'un objet physique grâce à un système de communication sans fil qui peut être une puce RFID, du Bluetooth, du Wi-Fi, une carte SIM.

Caractéristiques des microprocesseurs

Les microprocesseurs embarqués dans les objets connectés sont souvent plus petits, moins chers mais moins rapides que ceux des ordinateurs ou smartphones.

Systèmes d'exploitation optimisés

Des versions allégées des systèmes d'exploitation embarqués sur les objets connectés permettent de réduire la consommation électrique.

L'informatisation des objets et son impact

L'informatisation des objets a un grand impact sur les pratiques humaines.

Exemple de la voiture autonome

On peut citer l'exemple de la voiture autonome qui allie des technologies diversifiées : des systèmes embarqués pour son fonctionnement et l'analyse en temps-réel de l'environnement à l'aide de différents capteurs (caméras, radars,…) avec une supervision pilotée par de l'intelligence artificielle.

Enjeux de sûreté et de sécurité

Les problèmes de sûreté et de sécurité sont des enjeux importants dans le domaine de l'informatique embarquée. Des équipements stratégiques ou des vies humaines sont exposées aux erreurs potentielles ou aux attaques des systèmes informatiques pilotant ces objets connectés.