Comment choisir la meilleure configuration de communication pour votre réseau d'objets connectés IoT

Tout est défini, vous avez perfectionné la conception de la dernière fourchette connectée IoT ultramoderne et vous vous sentez inarrêtable.  Rien ne pourrait entraver vos projets maintenant... sauf peut-être la connexion réseau de votre fourchette. Quelle est la différence entre une fourchette intelligente qui ne peut pas se connecter et une fourchette ordinaire ? Celle qui est intelligente vous a coûté beaucoup plus cher ! C'est pourquoi il est impératif que vous choisissiez la configuration de réseau correcte pour votre produit IoT. Une planification préliminaire et des tests de la communication du réseau que vous souhaitez utiliser pour votre produit IoT peuvent faire une grande différence dans le succès du déploiement de vos produits. J'ai appris cette leçon le jour où j'ai dû patauger dans la boue jusqu'aux mollets, au milieu des moustiques de la taille d'un pouce et de véritables crocodiles, pour installer une station de base supplémentaire que nous n'avions pas prévue. Nous avions testé ce système IoT dans un parc et nous n'avions pas considéré le fait que la végétation bloquerait les capteurs sur le terrain. En pratique, la portée de l'émetteur était deux fois plus courte et le nombre de récepteurs a dû être doublé.

À moins de vouloir désespérément passer plus de temps à faire des installations sur le terrain, il est important de comprendre comment et où votre système IoT sera déployé. Vous pourrez ainsi plus facilement planifier la connectivité, l'entretien du réseau et les besoins d'évolutivité de votre produit.

De quoi mon réseau a-t-il besoin ?

Lorsque vous commencez à planifier votre réseau IoT, vous disposez de deux types de composants de communication : les transmetteurs (Tx) et les récepteurs (Rx). Les transmetteurs sont connectés aux capteurs, aux interrupteurs et à d'autres modules de collecte d'informations qui font la majeure partie du travail dans un système IoT. Les récepteurs collectent les données des transmetteurs qui sont dans leur champ de portée. Le Rx peut stocker ou afficher les données avant qu'elles ne soient téléchargées dans le cloud.

Quel est le meilleur réseau pour mon système ?

Avant de commencer à concevoir quoi que ce soit pour un système IoT, vous devriez décider du type de réseau dont vous avez besoin pour une bonne couverture des communications entre le Rx et le Tx. Il est important de concevoir le système dans son ensemble et de planifier la façon dont les modules communiqueront entre eux et avec quelle portée. Sinon, vous pourrez raconter à tous vos petits-enfants comment, il y a des années, vous avez dû patauger dans la boue au milieu des crocodiles pour installer des stations de base supplémentaires. Il existe trois configurations de base pour un système IoT :

• Les appareils qui remontent directement les données dans le cloud : Dans certaines situations, votre appareil peut communiquer les données directement dans le cloud, habituellement via un wi-fi, un réseau cellulaire ou même des satellites. Comme la distance de transmission jusqu'à une antenne-relais ou un satellite est plutôt grande, cette approche nécessite habituellement des appareils ayant une puissance d'émission plus élevée.

• Un réseau personnalisé constitué uniquement de vos objets connectés : utiliser une station de base personnalisée vous permet de bien contrôler la sélection du matériel et la sécurité. Vous devez veiller à sélectionner un matériel de communication possédant une portée de transmission suffisante pour couvrir la distance entre votre station de base et chaque module Tx dont vous souhaitez recevoir les données.
  
  Tirez les leçons de mes erreurs et testez ce type de configuration dans l'environnement le plus réaliste possible. Il est probable que les portées indiquées dans les spécifications matérielles correspondent aux « meilleurs scénarios » possibles. La portée de transmission actuelle peut être affectée par les murs, la végétation ou toute autre chose obscurcissant la ligne de visée entre la station de base et un module.

De plus, à moins que vous ne souhaitiez un système fermé, vous aurez toujours besoin d'accéder à vos données via la station de base. Cela peut être réalisé avec un autre émetteur ou une ligne physique dans le réseau, ou encore en accédant physiquement la station de base avec une clé USB.

• Une approche hybride : Dans ce cas de figure, vos appareils envoient des données à un récepteur de station de base qui peut transmettre les données au nuage. La création de votre propre station de base (matériel personnalisé ou une application qui fonctionne sur des téléphones ou des ordinateurs existants) entraînera cependant des coûts supplémentaires. Toutefois, c'est un bon compromis entre la puissance de transmission et le coût des infrastructures.

Soyez conscient que toute station de base qui contient un récepteur et un transmetteur nécessitera des tests supplémentaires pour recevoir une certification FCC avant de pouvoir être vendue ou déployée.

Où votre produit sera-t-il utilisé ?

Si vous ne savez pas exactement quel type de réseau est le plus approprié, alors prenez en compte l'endroit où votre système sera utilisé. Les conditions environnementales et les obstacles, comme les intempéries, les murs et les plantes, peuvent affecter la portée de transmission. Il se peut également qu'une infrastructure existe déjà, comme une antenne-relais ou un réseau wi-fi, que votre produit peut utiliser.

• Extérieur : Les produits à l'extérieur, mais toujours à proximité d'une maison, pourraient accéder à un réseau wi-fi domestique. En général, un système en pleine nature doit pouvoir transmettre sur une distance bien plus grande, ce qui nécessite plus de puissance. Vous voudrez probablement une station de base capable de recevoir des données de plusieurs modules proches, et de télécharger tout ce qu'elle collecte. Nous avons utilisé une station de base, mais sa portée a été grandement réduite à cause de la prolifération de la végétation, donc je recommande de tester la communication dans diverses conditions. Cela vous permettra d'éviter les modifications de dernière minute d'installations sur le terrain et de déterminer la quantité de matériel nécessaire.
• Appareils domestiques et portables : Un appareil similaire à un bouton Dash à la maison, ou un appareil Fitbit que vous portez toute la journée, peut probablement utiliser votre téléphone ou votre ordinateur comme station de base (via le wi-fi ou Bluetooth) plutôt que d'avoir besoin d'une solution personnalisée. Concepteurs de fourchettes intelligentes, cette section est pour vous !
• Industriel : Tout système qui collecte des données personnelles ou sensibles devra être particulièrement concerné par la sécurité. Une station de base personnalisée disposant d'un accès restreint aux données est une façon de garder les données sensibles à l'écart des mauvaises mains.

Avant d'installer votre système IoT, assurez-vous que votre réseau de communication fournira une couverture adéquate !

La planification et la conception de la configuration de votre réseau IoT à l'avance permettront d'éviter de nombreux problèmes. Tester la topologie du réseau dans diverses conditions est également très important, et j'aurais ainsi pu éviter de nombreuses piqures de moustiques. Plus important encore, nous aurions également économisé des milliers de dollars dépensés pour l'achat et l'installation d'équipements supplémentaires. C'est le genre d'erreur que l'on fait facilement lorsque l'on crée de nouveaux produits et qui peut coûter du temps, de l'argent et des clients.

Heureusement, une fois que vous avez planifié la configuration de vos communications, vous pouvez utiliser des outils pour circuits imprimés, comme Altium Vault, pour vous aider à identifier et à gérer les pièces répondant à vos exigences de performance. En sélectionnant les bonnes pièces dès le départ, vous vous préparez à un déploiement de produit réussi. Après avoir conçu et testé votre produit avec succès, vous pouvez réutiliser la partie sur les communications pour concevoir de nouvelles versions ainsi que d'autres produits grâce aux outils de conception modulaire. Les représentants d'Altium sont prêts à vous aider à commencer dès maintenant