Qu'est ce qu'un système embarqué dans l'IoT ?

Les systèmes embarqués sont à la fois électroniques et informatiques. Ils effectuent des tâches de façon autonome, pour des secteurs variés, comme l’électroménager, le médical, le militaire, les transports ou l’industrie.

Quand il s’agit de systèmes embarqués IoT, c’est-à-dire de l’Internet of Things, ils ont aussi la spécificité de se connecter à des réseaux via lesquels ils échangent des données. Ces systèmes se complexifient donc, car ils déclenchent des actions en fonction du croisement des données. Cette complexité amène avec elle de nouveaux défis pour l’Internet des objets (Ido).

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Comment différencier un système informatique d’un système embarqué IoT ? Les traceurs inclus dans les colliers du bétail relèvent du système informatique. Les colliers connectés qui émettent une alarme quand des animaux s’isolent en groupe autour d’un blessé relèvent des systèmes embarqués IoT.

La distinction n’est pas toujours claire ! Dans cet article, nous revenons sur ce qui caractérise un système embarqué IoT. Nous détaillons aussi les difficultés inhérentes à la conceptualisation de ce type d’outils.

Qu’est-ce qu’un système embarqué ?

On définit un “système embarqué” comme un système électronique et informatique, donc à la fois matériel et logiciel, dédié à une mission précise. Ce système réalise sa mission de façon automatique. La plupart des systèmes embarqués se caractérisent en outre par leur consommation énergétique limitée, mais aussi par leurs petites tailles.

Un système embarqué se dote toujours de capteurs qui recueillent les données environnementales. C’est le processeur qui les traite. Ce traitement s’allie à une mémoire pour déclencher des actionneurs. C’est donc le fait de traiter l’information qui différencie un équipement embarqué d’un simple système informatique.

D’un point de vue visuel, un système embarqué a tout du circuit imprimé. Il s’agit effectivement d’un circuit électronique complexe, doté d’une plaque sur laquelle sont reliés des composants électroniques. Ce petit système électronique permet cependant de réaliser des applications métiers très complexes, en se logeant dans un appareil ou dans un véhicule.

Le département de Sciences numériques et technologie de l’académie de Nantes rappelle dans une fiche sur les objets connectés en informatique embarquée qu’historiquement, les premiers remontent à 1967. À cette époque, le vaisseau spatial Apollo se dote du premier système embarqué de guidage. Depuis, de nombreux moyens de transport fonctionnent avec des systèmes embarqués, et notamment les voitures, avec les systèmes ABS anti-blocage des roues et les régulateur et limitateur de vitesse.

Définition du système embarqué IoT

Par définition, les objets connectés de l’Internet of Things contiennent des systèmes embarqués. Ces systèmes informatiques ont cependant la spécificité de se connecter à un réseau pour permettre l’échange de données. Quelques exemples de système embarqué IoT :

  • réfrigérateur doté d’un capteur de température ou de porte ouverte ;
  • machine à laver avec un capteur IoT de filtre à changer ;
  • voitures autonomes, dotées à la fois d’équipements embarqués et d’intelligence artificielle pour analyser les données des radars et des caméras ;
  • sonde spatiale avec auto-navigateur. Exemple : en 2005, la sonde Deep Impact de la Nasa calcule elle-même son itinéraire vers la comète Tempel 1 ;
  • systèmes de maintenance prédictive dans l’industrie, un des principaux secteurs de l’IoT B2B ;
  • consoles de jeux à détection de mouvement ;
  • glucomètres connectés, qui permettent aux diabétiques de surveiller leur taux de glycémie, et qui adaptent la piqûre en fonction des résultats ;
  • système d’alarme domestique doté de capteurs de mouvement, qui envoie une notification automatique en cas d’événement anormal ;
  • assistants vocaux reliés à l’ensemble des appareils connectés de la maison, comme Amazon Echo, Google Nest ou Alexa, qui aident à contrôler les thermostats, les luminaires, les enceintes.

Difficultés liées à la conception des systèmes embarqués de l'Internet of Things

Quand il s’agit de concevoir un système informatique embarqué qui relève de l’Internet des objets, plusieurs challenges et obligations se présentent :

  • garantir une faible consommation d’énergie avec des composants à faible puissance, c’est l’objectif dudit low-power design ;
  • s’assurer de l'adaptabilité de l’équipement embarqué sur le long terme. Il faut qu’il puisse intégrer de nouvelles fonctionnalités à mesure que son environnement change et que ses logiciels s’actualisent ;
  • concevoir un design très léger, capable d’intégrer une petite puce ;
  • multiplier les étapes de production pour tester des algorithmes de fonctionnement de plus en plus complexes. Cette démarche implique plusieurs prototypages, des mises au point, des tests exhaustifs, des pré-séries et des séries ;
  • gérer les allongements du time-to-market dus à ces différentes étapes ;
  • rechercher des partenaires pour mutualiser les coûts de ces développements longs.

Étant donné leur champ d’application, la sécurité des systèmes embarqués est également un véritable enjeu. Il faut pouvoir assurer la précision des résultats produits, et se prémunir des erreurs de calcul informatique. Il faut aussi que les données mobilisées restent confidentielles, quand elles recoupent des domaines tels que la santé. La protection de l’informatique embarquée contre les cyberattaques est donc impérative, et des processus de certification existent dans ce domaine. Pour en savoir plus,contactez les experts Requea.

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