RFID et Internet des objets : semper et ubique

L’évolution d’Internet, même si ce dernier est désormais quasiment dans la poche de chacun (ou, tout du moins, dans son téléphone mobile) voit dans un proche avenir pointer une révolution aussi importante que celle de la libéralisation de la toile au milieu des années 90, une révolution qui implique l’intégration générale de processeurs dans la plupart des artefacts humains. Ces artefacts (qu'il s'agisse de produits électroniques ou non) disposeront d’un système d’identification et d’une adresse IP « personnelle » et seront à même de recevoir et transmettre des informations concernant leur état, leur comportement et leur localisation. De plus, ils seront dans certains cas à même de procéder à certaines manipulations sur ces informations, notamment en traitant les informations immédiatement reçues pour les comparer à certains schémas de comportement et ou d’alerte(s) à transmettre soit à d'autres objets ou machines, soit à des systèmes informatiques ou à des humains se trouvant (ou non) à proximité de l’objet. Bref, nous allons vers un monde dans lequel les humains ne seront pas les seuls à communiquer mais où les machines et par extension l'ensemble de l’environnement sera interconnecté en permanence et partout (semper et ubique en latin). Le leitmotiv « connecting people » sera donc remplacé par un « connecting people and things to people and other things ». Sur le réseau et la Toile Dans ce cadre, le seul fait pour un objet de disposer d’une adresse IP reviendra à se retrouver connectable à Internet, même si ce dernier n’aura vraisemblablement plus grand-chose à voir avec le réseau que nous connaissons actuellement et dont la mort programmée est d'ailleurs annoncée avec le passage en IPv6. De fait, on le découvre chaque jour un peu plus avec la RFID (pièce maîtresse de cet Internet des objets), ce n’est pas tant l’identifiant qui est important que l’histoire qui y est rattachée. Par conséquent, tout comme chacun est identifiable par les traces qu’il laisse sur les sites visités ou par les informations qu’il échange, demain tout objet sera identifié et de plus identifiable par les traces que son historique laissera sur le réseau. Mais quelle peut bien être l’utilité de tout ceci diront d’aucuns. Un exemple trivial permettra d’en donner un aperçu. Le lundi 25 juin 2012, pendant qu’Alain Darmant regarde les news sur son téléphone mobile, son attention est attirée par le MMS qui clignote dans le coin gauche de son écran. Par pur réflexe, il clique sur l’icône du message et découvre le message suivant : « Cher Monsieur, nos services viennent d’être avertis par votre Home Cinema que l’un de ses composants présentait des signes de faibles et prévoyait de lâcher dans les prochaines 48 heures. Conformément à l’extension d’assurance que vous avez souscrite lors de l’achat de ce produit, nous vous confirmons la prise en charge de l’échange de ce produit. Après avoir vérifié vos disponibilités avec votre secrétariat électronique, nous vous proposons les plages horaires suivantes pour procéder à cet échange. Merci de bien vouloir choisir celle qui vous convient le mieux ». Cette situation, qui peut paraître extraordinaire aujourd’hui, sera de fait commune d’ici environ 5 ans (songez à la rapidité d’adoption du téléphone mobile) et ne concernera pas que la vie privée, loin s’en faut ! Déjà, au sein de la chaîne du froid, des chargements dotés de senseurs RFID actifs sont capables de signaler les anomalies survenues pendant un transport, tandis que d’autres puces signalent que les caisses sur lesquelles on les a semées n’ont pas bougé depuis plus de 3 semaines. Quant aux futures applications de cette communication homme-objet, elles sont innombrables et devraient être très rémunératrices, notamment pour ceux qui, à l’instar de Google, s’intéressent de près aux services pouvant être offerts pour la mise en relation de ces objets avec des services de logistique, de maintenance, de push media, de tourisme, de santé, etc. D'autres encore, comme France Télécom, s’intéressent à la seconde dimension de cette nouvelle galaxie : l’usage fait de l’information délivrée par ces objets et machines et le routage des données vers les bons centres de traitement. Mais pour qu’un tel environnement fonctionne correctement, il est nécessaire de mettre en place un certain nombre de prérequis. Tout d'abord, notons que tous les objets n’ont pas tous besoin d’être intelligents pour communiquer. Une simple étiquette RFID (ou bien ZigBee, Rubee, etc.) suffira pour le plus grand nombre. En effet, tout comme on dispose du standard EPC (Electronic Product Code) qui crée un référentiel unique de chaque produit, un service de nommage des objets sera indispensable pour pointer vers les sites Web contenant les référentiels concernant lesdits objets. Cette identité unique permettra de trouver les informations pertinentes en entrant simplement cet identifiant dans un moteur de recherche (cette saisie étant d'ailleurs la plupart du temps effectuée en automatique). Qui dit moteur de recherche fait immédiatement penser à Google et explique pourquoi d’importants développements sont en cours auprès de cet acteur désormais incontournable. Ensuite, l’espace même dans lequel se trouvera l’objet n’a pas besoin lui non plus d’être particulièrement « malin ». Les experts penchent ainsi pour des environnements dans lesquels les puces RFID utilisées seront très bon marché et ne disposeront même pas d’une source d’alimentation interne (sauf exception, notamment dans le domaine de la domotique ou de l’entrepôt tel qu’exploré par les technologies ZigBee et Rubee), le transpondeur lui-même pouvant être jetable. Quant au lecteur, il pourra s’agir d’appareils fixes, mais plus vraisemblablement mobiles. Et qui mieux qu’un téléphone mobile répond aux critères de versatilité demandés à pareil environnement ? Car même si le processeur RFID ne dispose pas d’une source d’énergie autonome, il pourra toujours capter le champ électromagnétique émanant du combiné. Qui plus est, le fait que les téléphones mobiles soient désormais équipés de caméras plaide en leur faveur pour des motifs évidents de sécurité. C'est pourquoi certains envisagent de ce servir de ces derniers pour ne pas réinventer la roue et exploiter plus à fond les possibilités qu’offrent d'ores et déjà Edge et l’UMTS. Le téléphone mobile serait dans ce cas utilisé comme une simple passerelle de communication à valeur ajoutée (applications mixtes incluant des fonctionnalités GPS), les capteurs pouvant de leur côté communiquer entre eux au sein de réseaux auto adaptatifs (réseaux mesh). A noter à ce propos que certains de ces protocoles de communication sont déjà disponibles. La RFID encore et toujours Lorsque l’on parle de réseaux de capteurs fonctionnant à l’aide d’identifiants, un acronyme s’impose d’emblée: la RFID. Celle-ci, bien que vieille de plus d’un demi siècle, est encore en pleine évolution. Nous n’en voulons pour preuve que la récente annonce du fait que désormais la RFID pourra être lue par des points d’accès WiFi. Evitant ainsi de devoir se doter d’un réseau de lecteurs, les nouvelles puces RFID/WiFi permettront de réduire d’environ 75 % le coût global de possession d’une solution RFID. Autrement dit, les entreprises n’auront plus à dépenser des millions de dollars sur un pilote RFID en devant exploiter une infrastructure RFID particulière, puisqu’il est maintenant possible d’utiliser des points d’accès WiFi ou d’utiliser des puces compatibles Bluetooth. Une étiquette RFID équipée de la nouvelle puce pourra ainsi accéder à Internet grâce à un point d’accès local et communiquer via le serveur local. De ce fait, les utilisateurs pourront beaucoup plus facilement suivre le positionnement et de conditionnement d’un produit étiqueté RFID tout au long de son parcours de la supply chain. Qui plus est, ce système consomme également bien moins d’énergie que d’autres produits similaires. C’est ainsi qu’une étiquette RFID /WiFi devrait pouvoir durer environ cinq ans pour une fréquence de rapport toutes les 40 secondes en utilisant seulement deux batteries. Dans une configuration similaire, les étiquettes les plus courantes ne tiennent pas plus de deux mois. Cette puce supporte également le standard EPC, ce qui permet également de pouvoir fonctionner dans une étiquette RFID passive. Cisco Systems est apparemment le premier à y croire. « Nous pensons que cette solution, du fait de sa forte intégration, devrait permettre d’ouvrir de nouveaux marchés, notamment en matière de gestion de parc », souligne Ben Gibson, directeur marketing produits et technologies de la Wireless Networking Business Unit de Cisco. D'autres approches, comme ZigBee et Rubee devraient elles aussi connaître leur heure de gloire. D'autres technologies sont en cours d’étude dont les signaux sonar pour les environnements immergés, le radar pour les transferts de données à très longue distance (technologies SIR et UWB), l’infrarouge pour certains environnements et certaines techniques par contact avec l’opérateur (Redtacton, notamment). Plus vraisemblablement, le type de transmission/réception sera adapté à l’environnement et l’on risque fort de voir apparaître des puces opérant en multimode dans les prochaines années. Le middleware : une fois de plus Reste à gérer la masse de données disparates acquises par l’ensemble des dispositifs (et à ce niveau l’Internet d’aujourd'hui risque de ressembler à un PC de première génération comparé aux machines actuellement disponibles). D’où l’idée de trier le plus possible ces données pour ne retenir que les plus pertinentes. Ce qui impose alors non pas un mais des middlewares opérant en cascade et filtrant le plus possible les données. Quant au routage, il devra prendre en compte non seulement l’adresse IP du serveur concerné, mais aussi le chemin pour y faire parvenir l’information ou la requête (car n’oublions pas que tout comme l’Internet des humains, l’Internet des objets fonctionnera dans les deux sens). Ce qui amènera forcément à intégrer dans le middleware des procédures permettant de gérer une foultitude de protocoles de communication et surtout de télécommunications. D’autres technologies sont aussi à prendre en compte dans ce contexte, dont notamment celles associées à la géolocalisation de l’objet. Dans ce cadre, si l’utilisation du GPS s’impose en extérieur, elle n’offre aucun intérêt lorsque l’objet à localiser est dans un immeuble. C’est ainsi qu’une équipe pluridisciplinaire du National Institute of Standards and Technology (NIST) étudie la possibilité d'utiliser la RFID comme un support bon marché pour assurer le monitoring des détecteurs incendie et autres systèmes anti-incident installés dans les immeubles, notamment afin d'aider les brigades de pompiers à ne pas se précipiter en cas de sinistre dans des parties de l'immeuble non atteintes par le feu ou dans des zones trop dangereuses. Le NIST cherche à démontrer que l'utilisation des tags envoyant des signaux vers des ordinateurs de poche permettrait notamment de renseigner le personnel de l'immeuble des endroits où se trouvent les extincteurs et des zones atteintes par le feu. Remplaçant ainsi le GPS, lequel est inopérant à l'intérieur des immeubles, le système que mettent au point les chercheurs utilise plusieurs types de senseurs inertiels (dont des accéléromètres et des gyroscopes) ce qui permettrait d'exploiter un véhicule drone d'exploration pour parcourir l'immeuble en péril. Un prototype de drone pompier (et ou démineur) pourrait ainsi voir le jour d'ici quelques années. D'autres réseaux seront également employés ou plus exactement modifiés pour pouvoir être utilisés par un plus grand nombre d’utilisateurs. C'est le cas notamment des réseaux de capteurs météo qui pourront ainsi interagir avec différents dispositifs demandant, par ailleurs, des informations sur leurs seuils de fonctionnement (température, hygrométrie), ce qui évitera bon nombre de pannes dues à une inadéquation du fonctionnement de ces appareils selon la variation des conditions de leur environnement. L’intégration ira vraisemblablement plus loin encore en intégrant aussi les réseaux satellite et en permettant aux machines là encore de profiter des informations reçues. On peut ainsi imaginer la mise en œuvre de robots de cross docking s’activant automatiquement pour charger un appareil d’aide humanitaire sur la simple captation/traitement d’une alerte concernant un séisme ou un ouragan dans telle ou telle région, les consommables (médicaments, trousses d’urgence, sang) étant eux-mêmes acheminés sur le lieu de chargement suite à l’alerte globale des systèmes d’autosurveillance placés sur le réseau. Comme on le voit, ce n’est pas seulement l’industrie qui sera impactée par l’Internet des objets et la communication machine to machine, mais bien l'ensemble du quotidien des humains. Machine to Machine : objets animés avez-vous donc une âme ? Deux termes reviennent en permanence dans la conversation des experts: intelligence ambiante et communication machine-to-machine. Cette intelligence ambiante c'est celle des ordinateurs qui dorénavant ne se connectent plus uniquement les uns aux autres, mais qui permettent de se synchroniser avec son PDA, avec son GPS de bord, avec son téléphone mobile, et bientôt avec son réfrigérateur ou n'importe quel autre dispositif embarquant un processeur et/ou un capteur/transmetteur. Bref, il est désormais possible d’avoir des objets communiquant n’importe où à n’importe quel moment vers n’importe quelle destination. Mais pour que cette intelligence puisse se développer, il est nécessaire d’assurer au mieux une communication de machine à machine. Celle-ci a désormais ceci de particulier qu’elle résulte de la convergence de trois familles de technologies : celle des objets intelligents reliés par des réseaux de communication à un centre informatique capable de prendre des décisions. Sur le plan du matériel électronique ceci se concrétise par les innombrables expérimentations effectuées soit la géolocalisation d’objets, soit sur leur identification. Au niveau du réseau, le débit sans cesse croissant d’Internet autorise un transport extrêmement rapide des données et donc une exploitation de celles-ci en temps réel. Enfin, au niveau des logiciels, l’intégration de plus en plus poussée des ERP, CRM et logiciels de la supply chain (WMS, TMS) permet aux entreprises de gérer leurs ressources à travers des systèmes d’information homogènes s’appuyant de plus en plus sur des Web services et sur des standards tels que XML et Java. Si l’on voulait tenter une brève typologie d’un architecture Machine to Machine, on pourrait dire que celle-ci est généralement constituée de cinq composants : - des utilisateurs et des équipements (du haut fourneau à la photocopieuse) ; - des objets intelligents (capteurs, actionneurs tels que puces RFID actives, modules de géolocalisation, vidcams, etc. utilisant en règle générale un réseau RF pour communiquer soit entre eux soit avec Internet) ; - un réseau WAN (filaire ou non) servant à échanger les données entre les objets et le système d’information de l'entreprise ; - une plate-forme de services M2M, ensemble d’outils nécessaires à l’acheminement des données et la traçabilité des échanges (le middleware joue ici un rôle fondamental) ; - enfin un système d’information d’entreprise comportant soit les applications traditionnelles (ERP, CRM, SCM) soit des applications propres en fonction des usages que l’on veut faire jouer au Machine to Machine (surveillance hospitalière, contrôle sportif, sécurité aérienne, etc.) Mais concrètement, à quoi tout cela va-t-il servir ? Si les premières applications se sont développées pour gérer essentiellement des alertes suite à des accidents ou des incidents entre systèmes hétérogènes (surveillance d’ouvrages d’art, d’usines, télédiagnostics, télésurveillances, etc.), on n’en est plus là désormais. D'autres usages ont en effet vu le jour, dont la gestion de flotte, l’action à distance sur des équipements embarqués, etc. A noter d'ailleurs que les secteurs actuellement les plus matures en matière de M2M sont ceux du transport et des services. Dans le premier cas, il s'agit principalement d’optimiser le routage des marchandises et d’assurer la traçabilité des produits au sein de la Supply chain Execution. Dans le second, il s’agit d’améliorer la planification et d’optimiser en temps réel les interventions des techniciens sur site. C'est le cas notamment avec le relevé depuis un véhicule automobile des compteurs d’eau d’un immeuble, un déploiement effectué dans le Sud-Ouest pour le compte de la Lyonnaise, cette solution permettant un gain de temps appréciable pour une opération habituellement fort gourmande en temps. Parallèlement, d'autres domaines d’application offrent un fort potentiel et suscitent d'ores et déjà des pilotes. Ainsi du suivi des malades à distance, de la localisation de colis, de la gestion des îlots inertiels en entrepôt. Tout le monde connaît en effet dans ces derniers des « zones d’ombre » allant de quelques mètres à quelques dizaines (voire centaines dans bien des cas) de mètres cube constituées de produits dont on ne connaît plus la provenance ni le destinataire et qui stagnent là, au cas où. L’utilisation de petits capteurs mesh de type ZigBee ou SmartDust évite la constitution de tels îlots en informant au plus vite (une semaine à quinze jours) que les colis posés à cet endroit n’ont toujours pas bougé. Il est alors encore possible de retrouver les manifestes de transport et de découvrir à qui appartiennent lesdites marchandises. Un autre service est celui de l’assurance « Pay as you drive » qui permet de ne facturer la prestation qu’en fonction du kilométrage réellement parcouru et du type de conduite adopté. Dans le domaine de la grande consommation, l’exemple typique est celui du magasin du futur de Metro dans lequel le caddy détecte automatique ce que le client y met et lui propose par l’intermédiaire de bornes interactives et/ou d’un écran embarqué d’une part de connaître à tout moment le montant exact de sa facture, de l’autre de disposer de promotions sur des produits ou services directement liés à ce qu’il a acheté (un push media totalement automatisé, en somme). Bien d'autres applications devraient voir le jour et l’on peut facilement imaginer le jour béni où pour venir chercher sa voiture de location à la sortie de l’aéroport on n’aura plus besoin de faire la queue et de remplir 3 tonnes de papiers, un simple passage de son bracelet NFC ou RFID devant le comptoir permettant de voir tout son profil transmis (y compris les informations sur son permis de conduire et les options habituellement choisies), le même bracelet permettant d’ouvrir la porte du véhicule qui clignotera automatiquement lorsque son futur conducteur passera à proximité alors qu’il se guide dans le parking en consultant du regard les panneaux de géolocalisation ou en jetant un coup d’œil sur son mobile qui lui rendra le même service. Puisque l’on parle mobile, il faut une fois de plus souligner l’engouement des opérateurs télécoms pour ce marché, un engouement somme toute naturel, puisqu’il représente un fantastique gisement de croissance permettant notamment d’exploiter des infrastructures déjà amorties ou devant l’être (UMTS, entre autres). C'est pourquoi les opérateurs mobiles se ruent sur le secteur et proposent déjà des infrastructures facilitant le développement d’applications spécifiques et l’intégration de services. Une affaire à suivre… de près (comme de loin) ! M2M : le jour d'après Au-delà de la gestion de conteneurs intelligents comme ceux développés par Orange Business Services, l'Internet des objets et le M2M tendent à créer un nouveau paradigme dans la relation de l'homme avec son environnement. Entretien avec Eric Zinoviev, responsable du T3 (Things to Things) Team auprès de France Télécom Recherche & Développement Le M2M est un système possédant quatre caractéristiques majeures : • il fonctionne sans intervention humaine : les machines s'envoient les unes aux autres des données sans interface humaine ; • c'est un processus autonome : à la différence des systèmes d'information, ceci signifie que l'information doit contribuer à créer de nouvelles informations ou de nouveaux systèmes d'information, ce qui permet de considérer l'information d'une manière plus holographique; • c'est un système intelligent et autoadaptatif : capable aussi bien de modifier son environnement que de s'adapter aux modifications issues de cet environnement. Ceci le distingue notamment de l'automatisme qui ne fait que réagir à des situations pré programmées ; • il s'agit de machines au sens large : ce terme ne se cantonne donc pas aux capteurs, étiquettes, sondes et autres cartes de saisie envoyant leurs données vers des applications clientes, mais s’applique à tout ustensile disposant d'une capacité de traitement, de stockage et d'émission/réception de l'information soit aujourd'hui soit demain. Si ces diverses caractéristiques sont remplies, on est alors en présence d'un système auquel on peut confier des tâches autonomes, ce qui a pour effet induit de libérer du temps, de l'attention ou de l'énergie chez l'humain présent à proximité du système. Ceci permet ainsi de dégager des gains de productivité dans un milieu industriel, de l'attention à reporter sur une personne ou des biens dans un milieu résidentiel. Dans ce cadre, on peut donc considérer le M2M comme un outil libérateur. M2M : un marché en devenir, une standardisation encore à venir Comme par ailleurs le souligne Daniel Nabet, responsable des solutions M2M d'ores et déjà proposées par Orange Business Services, ce marché est naissant et demandera encore près d'une dizaine d'années avant de parvenir à maturité. Pas question donc d'arriver sous 18 mois à un marché stable et mature. C'est pourquoi, l'offre de fleet management et d'asset tracking proposé par Orange Business Services constitue bien un premier pas en matière de M2M. Pour arriver à des systèmes plus sophistiqués tels ceux évoqués ci-dessus, il y a en effet un certain nombre d'obstacles aussi bien techniques que juridiques et humains à surmonter et c'est ce chemin qu'essaie justement de baliser le T3Team. Aujourd'hui, ce marché est encore très fragmenté, de nombreux acteurs n'ayant guère qu'un client ou une application, ceci se traduisant par un besoin de standardisation que ce soit au niveau physique, middleware ou au niveau applicatif pour qu'il soit possible de s'intégrer dans les systèmes aussi bien ouverts que propriétaires et que les développements soient suffisamment sécurisés pour le client final et assurent aussi une compatibilité ascendante. Cette standardisation est particulièrement vitale pour permettre à une telle diversité de systèmes interconnectés d'interopérer. C'est d'autant plus vital dans un contexte d'entreprises hétérogènes, où il s'agira de faire communiquer des systèmes bien souvent différents les uns des autres. Qui plus est, cette standardisation devrait conduire à une défragmentation du marché, permettant ainsi aux jeunes acteurs rejoignant ce secteur de ne pas subir les aléas d'un marché par trop brouillon. Pour l'heure, on est encore dans la phase d'appropriation de cette technologie, une phase où certaines vérités énoncées s'avéreront bientôt dépassées, où il convient d'essayer de nombreuses solutions pour enfin découvrir la killer application. En outre, le T3Team examine la façon dont le M2M est susceptible d'impacter les processus métier aussi bien en les faisant évoluer qu'en les changeant radicalement (voire en en faisant disparaître certains), car on est face à un changement sociétal largement aussi important que celui de l'apparition des mobiles ou d'Internet. Autre conséquence de cette révolution : il devient urgent de réfléchir à d'autres segments de marché que ceux dédiés stricto sensu à l'entreprise (segments résidentiels, santé, etc.). Une fois ce cap passé, tout produit (blanc, brun, automobile, etc.) sera alors susceptible de communiquer avec d'autres machines. Ceci implique que d'autres réseaux que les réseaux informatiques actuels seront utilisés par ces systèmes M2M (réseau fixe, réseaux locaux, réseaux opérés ou non, réseaux capillaires de type ZigBee, etc.). Pour finalement mettre en place cet Internet des objets sur lequel reposera le M2M, il faudra donc aller au-delà de facilitateurs tels que la RFID (pour l'identification des objets) pour prendre en compte tous les problèmes de routage intelligent des données selon les contraintes énergétiques rencontrées sur le terrain. Ceci pose aussi des questions sur les économies d'échelle pouvant être réalisées sur des applications ou des middlewares génériques fondés sur des Web services. Or, pour finaliser un tel bouleversement des applications métier, il sera indispensable de mettre en place des interactions fortes entre acteurs de ces différents marchés, car de telles applications ne peuvent être maîtrisées par un seul et unique éditeur, mais impliquent plutôt des processus collaboratifs dans l'élaboration des solutions (toujours spécifiques) résolvant les problèmes des processus typiques à chaque entreprise ou groupe d'entreprises. M2M : non au syndrome "Big Brother is watching you !" Le nombre de machines susceptibles de participer à ces systèmes augmentant, celles-ci produiront de plus en plus d'informations et de données, créant ainsi les conditions d'une surcharge cognitive de plus en plus importante. Si aucune solution n'est apportée à cela par un traitement autonome de cette information, on risque un épuisement des individus devant consulter une telle masse de données, ceci pouvant éventuellement conduire à un rejet de solutions pourtant développées pour aider l'homme. Si cet objectif n'est pas clairement démontré et mis en pratique, le M2M risque de devenir un épouvantail pour certains. Ce qui amène Eric Zinoviev à rappeler que le M2M ne doit pas être exclusivement utilisé à des fins de surveillance et de traçabilité, mais qu'il doit avant tout être exploité pour alléger la pénibilité des travaux humains et pour fournir une intelligence supplémentaire venant en aide aux humains et non pas un système surchargeant encore un peu plus, si besoin était, leurs diverses occupations.