DMWay - plateforme d’interconnection de données IoT hétérogènes

DMWay - plateforme d’interconnection de données IoT hétérogènes

Profil Étudiant(e) niveau fin de bachelier ou équivalent.
Prérequis Connaissances en programmation et en réseaux
Durée Minimum 12 semaines

L’adéquation du profil sera validé préalablement au démarrage du stage.

Contexte

L’IoT se développe et se déploie depuis quelques années à grande échelle dans différents domaines d’applications tels que le smart home/smart building, l’industrie 4.0, l’eHealth, etc. Elle est accompagnée d’une grande diversité de technologies et protocoles de communications au niveau des objets intelligents ainsi qu’une hétérogénéité de format de données et d’interfaces logicielles pour leur transmission et manipulation.

Rajoutée à cela, la multitude des environnements et applications backend (Bases de données, plateformes de traitement et analyse des données, Environnement de monitoring et de gestion, etc.) qui ingèrent et exploitent les données provenant des IoT, l’intégration d’une solution de bout en bout, évolutive et flexible présente un réel challenge :

  • Comment gérer de manière suffisamment automatique et efficace l’ajout de nouveaux devices utilisant d’autres protocoles de communication et ayant de nouvelles interfaces logicielles (autres que ce que supporte nativement une solution en place) et ce sans devoir coder à différentes couches des adaptations spécifiques à ces nouveaux devices ?
  • Comment abstraire efficacement, du point de vue des applications backend, les spécificités de chaque objet communicant (i.e. la technologie avec laquelle il se connecte ou le protocole/interface qu’il utilise pour remonter et permettre l’accès à ses données), pour se concentrer sur les principalement sur les données et leur signification intrinsèque.

Pour répondre à ces challenges, le CETIC développe une solution logicielle innovante, nommée DMWay, légère et embarquable, destinée principalement à augmenter les capacités des gateways IoT en termes de gestion de l’hétérogénéité des protocoles et interfaces vers les devices IoT et les backend applicatif Cloud. DMWay vise à faciliter la mise en œuvre de chaînes de transmission de données, leur extension et leur maintenance par l’introduction d’une abstraction au-dessus des protocoles spécifiques et une prise en charge avancée de la sémantique des interfaces et des données en jeu.

DMWay offre ainsi des modules de connexion, d’ingestion de données (Mappers) et d’exportation de données (connectors). Il n’est pas lié à un standard unique ou à une technologie particulière et inclut un système de traduction des modèles de données permettant de faire communiquer des systèmes ou équipements propriétaires avec des systèmes ou équipements non liés. Il offre la possibilité de passer d’un modèle à un autre grâce à son noyau de traduction sémantique basé sur des modèles issus de standards IoT comme OneM2M HGI et OCF One IoTA

Possibilités de stages

La solution DMWay est aujourd’hui opérationnelle avec un noyau de traduction (sémantiques : OneIoTA, HGI), des mappers IoT en place pour un ensemble de technologies (LoRaWan, Z-Wave, RF, IP (Ethernet, Wifi, 3/4G), etc.), et des connecteurs Backend (MQTT, AMQP) mis en œuvre avec certains applicatifs comme Thingsboard , MongoDB, etc.

Dans le cadre de la roadmap technologique court terme de développement du logiciel DMWay, les pistes suivantes sont à l’étude :

  • Intégration d’un support intrinsèque dans la solution de modèles de données spécifiques au monde industriel, en particulier OPC/UA et la mise en œuvre de protocoles industriels associés : Modbus, CAN et autre protocoles Industrial Ethernet.
  • Conception, implémentation, intégration et validation de modules additionnels "Mappers IoT" et/ou "Connectors Backends". Parmi les technologies prioritaires à supporter : Bluetooth 4/5, UWB, NBIoT pour les mappers ; Pour les connectors backend, l’objectif est de fournir une intégration plus avancée avec des plateformes IoT populaires telles que Azur IoT Edge, Amazon IoT, Arduino IoT Cloud, etc.)
  • Ajout des modules de bas niveau pour supporter les interfaces REST, CoAP, LWM2M, … Ainsi que les modules d’encodage XML, CBOR, AXI, ...
  • Ajout d’autres sémantiques tels que Web of Things, OPC/UA, SENML, … et les traducteurs associés
  • Améliorer le support de la traduction des données et ajouter des mécanismes de traduction automatique
  • Ajouter le support de modèles d’information configurables et les passerelles associées.
  • Sécurisation par hardware du déploiement et fonctionnement de l’outil par la mise en œuvre et l’exploitation d’un module de sécurité hardware (HSM)
  • Gestion de l’encryption et de l’authentification des connexions et des données échangées.
  • Gestion avancée du provisionnement/déploiement dynamique des capteurs via DMWay dans une solution Backend (Thingsboard ou autre)
  • Support du déploiement automatisé de plusieurs instances DMWay
  • Mise en œuvre de fonctionnalités de pré-traitement de données et de machine learning embarqué dans le flux de traitement des données
  • Amélioration de la configurabilité de l’outil pour les utilisateurs non spécialisés via une interface de configuration haut niveau

Si la thématique vous intéresse, merci de contacter Lotfi Guedria ou Laurent Deru afin de défini un stage au contour plus précis. Plusieurs stages complémentaires peuvent être définis.