L’internet des objets (IdO) fait partie des quelques avancées technologiques qui ont attiré l’attention du monde entier ces dernières années. Et le fait est que le secteur de l’IdO n’est pas seulement en progression, mais en plein essor.
Selon Statista, le nombre d’appareils IdO, qui était d’environ 15,14 milliards en 2023, devrait presque doubler d’ici à la fin de 2030, pour atteindre 29,42 milliards d’appareils. Le rapport estime en outre que la Chine sera le plus grand consommateur de dispositifs IdO, avec environ 8 milliards d’appareils d’ici à 2030.
Une autre étude de marché publiée par MarketsandMarkets suggère que la taille du marché de la sécurité de l’IdO, qui est d’environ 20,9 milliards de dollars en 2023, passera à 59,2 milliards de dollars en 2028, avec une croissance impressionnante de 183 %.
Bien que ces chiffres ne soient que des estimations, nous ne pouvons pas nier que l’industrie de l’IdO est en plein essor. Et l’une des raisons de cette croissance significative est l’évolution des capteurs de l’IdO.
Quels sont les rôles des capteurs IdO ?
Le rôle des capteurs dans un écosystème IdO est simple : collecter des données du monde réel. Pour mieux comprendre le rôle des capteurs, vous devez comprendre le principe de fonctionnement d’un écosystème IdO.
L’écosystème de l’internet des objets repose fondamentalement sur deux éléments majeurs : un réseau de connectivité et des capteurs.
Le réseau de connectivité, principalement Internet, est utilisé pour la communication et le transfert de données entre les appareils IoT, tandis que les capteurs sont des puces électroniques intégrées dans les appareils IoT pour collecter des données du monde réel.
Après avoir collecté les données du monde réel, le processeur de l’appareil IoT transmet les données collectées par les capteurs en vue d’un traitement supplémentaire à l’aide du réseau de connectivité. Ensuite, le logiciel de traitement central analyse les données, soit avec l’aide de l’IA, soit avec un algorithme écrit manuellement, et prend les décisions appropriées pour modifier les conditions de fonctionnement.
Par exemple, les alarmes de sécurité basées sur le mouvement détectent les variations de mouvement à l’aide de capteurs de mouvement pour comprendre la présence humaine. Elles transfèrent ensuite les données au logiciel de traitement central qui, après les avoir interprétées, déclenche l’alarme.
Jusqu’à présent, vous avez compris le rôle fondamental et le principe de fonctionnement des capteurs dans les appareils IdO.
Types de capteurs IdO
J’ai dressé ici une liste des types de capteurs IoT les plus courants et de leurs utilisations –
Capteurs de température
Les capteurs de température sont des capteurs utilisés pour mesurer la quantité d’énergie thermique d’une zone ou d’un objet et détecter les changements de température. Ils convertissent ces changements de température en points de données pour le processeur des appareils IoT.
Auparavant, les capteurs de température étaient principalement utilisés pour le contrôle de l’environnement dans des appareils tels que les réfrigérateurs, les climatiseurs, etc. Mais l’essor de l’IdO a ouvert de nouvelles portes aux capteurs de température, qui sont désormais répandus dans divers secteurs, notamment l’agriculture, la fabrication, les soins de santé, etc.
Dans la plupart des secteurs, les capteurs de température sont principalement utilisés pour maintenir les températures requises dans l’environnement et sur les appareils. Par exemple, dans le processus de fabrication, ces capteurs régulent la température des machines afin de garantir des performances optimales et la qualité des produits.
De même, les capteurs de température sont utilisés dans le secteur des soins de santé et de l’industrie pharmaceutique pour maintenir la température optimale des vaccins, des médicaments, des dispositifs médicaux et d’autres matériaux sensibles à la température.
Capteurs de pression
La plupart des appareils domestiques et industriels fonctionnent avec des liquides, des gaz ou d’autres formes de pression. Les capteurs de pression de ces appareils servent à mesurer la quantité de pression appliquée et à convertir les résultats en points de données.
Le dispositif central enregistre ces points de données à intervalles réguliers. Lorsque ces capteurs de pression mesurent un écart considérable par rapport à la plage de pression standard, ils en informent l’appareil. Cette information peut être utilisée pour avertir l’administrateur du système ou déclencher de nouvelles règles de travail selon l’algorithme configuré.
Les capteurs de pression sont utilisés dans diverses industries, de la fabrication aux soins de santé en passant par l’aérospatiale et l’aviation. Par exemple, dans le secteur de la santé, les capteurs de pression sont utilisés dans de nombreux équipements médicaux, tels que les sphygmomanomètres (appareils de surveillance de la pression artérielle), les ventilateurs médicaux, les appareils de perfusion automatique de médicaments, etc.
De même, les capteurs de pression sont utilisés dans diverses machines de l’industrie manufacturière afin de garantir des conditions optimales et d’éviter les pannes.
Capteurs de proximité
Les capteurs de proximité sont des dispositifs conçus pour détecter la présence et le mouvement d’objets mobiles à proximité sans contact physique et pour convertir les résultats en signaux électriques. Ces signaux électriques peuvent ensuite être utilisés pour déclencher une réponse automatisée ou une analyse manuelle.
Comme les capteurs de proximité ne nécessitent aucun contact physique, ils sont largement utilisés dans les dispositifs de détection sans contact. Il existe différents types de capteurs de proximité, chacun ayant un principe de fonctionnement et un cas d’utilisation différents.
L’industrie automobile est l’un des secteurs en plein essor qui utilise le mieux les capteurs de proximité. Auparavant, les capteurs de proximité dans l’industrie automobile n’étaient utilisés que pour aider les conducteurs à garer leur véhicule en détectant les obstacles dans les environs. Mais aujourd’hui, le concept de voitures autonomes s’appuie fortement sur les capteurs de proximité.
Les capteurs de proximité sont également très populaires parmi les détaillants, car ils les aident à comprendre les modèles d’interaction des clients avec divers produits. Les résultats de ces capteurs peuvent ensuite être utilisés à des fins de marketing et pour proposer des offres personnalisées sur ces produits.
Capteurs optiques
Les capteurs optiques sont basés sur le principe de la transmission et de la réception de la lumière. Ces capteurs mesurent l’intensité de la lumière pour détecter les paramètres physiques des objets et traduisent les résultats en données lisibles. Ces données peuvent ensuite être utilisées pour l’automatisation ou la lecture manuelle.
Les experts de l’IdO apprécient les capteurs optiques car ils peuvent collecter simultanément des informations sur divers paramètres physiques tels que la position, le mouvement, la composition chimique, le champ magnétique, la pression, etc. Pour la même raison, les capteurs optiques sont présents dans diverses industries.
Les appareils de diagnostic médical qui mesurent la pression artérielle, le rythme cardiaque, la température, la saturation en oxygène, etc. utilisent des capteurs optiques. Les capteurs optiques sont également très populaires dans l’électronique grand public.
Par exemple, les consoles de jeu à commande par mouvement et d’autres appareils IoT populaires pour la maison contiennent des capteurs optiques pour comprendre les mouvements du corps, les gestes de la main, la présence humaine, etc. et offrir une expérience utilisateur interactive.
Accéléromètres
Selon la définition, l’accélération est le taux de variation de la vitesse d’un objet par rapport au temps. Les capteurs accélérométriques sont utilisés pour mesurer la force d’accélération et les mouvements des objets dans leur cadre de repos instantané.
Les accéléromètres peuvent détecter les mouvements statiques à un axe, c’est-à-dire d’avant en arrière ou de haut en bas, ainsi que les mouvements dynamiques à trois axes, c’est-à-dire la course ou l’inclinaison. C’est pourquoi les accéléromètres sont utilisés pour la détection complète des mouvements.
Les accéléromètres sont très répandus dans les appareils de tous les jours. Par exemple, les trackers portables et les smartwatches s’appuient sur les accéléromètres pour compter les pas, la distance et les niveaux d’activité. Les appareils de surveillance médicale, tels que les appareils pour la maladie de Parkinson, la détection des chutes, la surveillance cardiaque, le suivi du sommeil, etc. utilisent également des accéléromètres.
Cela dit, les accéléromètres ne se limitent pas au suivi médical et aux appareils de la vie quotidienne. Les accéléromètres sont également utilisés dans l’automatisation industrielle, le contrôle et la détection automobile, les drones et les robots, les systèmes de sécurité, la mesure des vibrations, etc.
Capteurs d’humidité
L’humidité est la présence de vapeur d’eau dans l’air. Il s’agit d’un état gazeux de l’eau qui n’est pas visible comme la pluie ou le brouillard. Les capteurs d’humidité mesurent cette teneur en eau et la température de l’air et convertissent les résultats en données appelées humidité relative (HR).
L’humidité relative n’est rien d’autre que la quantité d’humidité présente dans l’air par rapport à la plus grande quantité d’humidité que l’air peut contenir à une température donnée. Il est important d’avoir une humidité relative idéale pour le confort des personnes et pour le bon fonctionnement des appareils électroniques et des machines.
Les capteurs d’humidité jouent un rôle important dans le processus de fabrication, car la plupart des machines nécessitent des conditions de travail idéales pour offrir les meilleures performances, la meilleure longévité et la meilleure qualité. Comme ces capteurs peuvent détecter des changements même minimes, vous disposez de suffisamment de temps pour remédier à la cause.
Les applications des capteurs d’humidité sont vastes et en constante évolution. L’hygromètre est utilisé dans les secteurs de la santé et des produits pharmaceutiques pour protéger les médicaments et traiter les patients, dans l’agriculture pour une production alimentaire optimale, dans la surveillance météorologique pour prévoir le temps, dans les systèmes CVC pour assurer le confort et la protection contre les problèmes respiratoires, et bien plus encore.
Capteurs de gaz
Les capteurs de gaz mesurent la présence et la concentration de divers éléments gazeux dans l’environnement. Ces capteurs créent principalement des interactions physiques ou chimiques avec les molécules de gaz atmosphériques afin de détecter et de convertir la concentration des gaz existants en signaux électriques.
En raison de leur précision et de leur capacité à détecter rapidement les changements dans l’air, les capteurs de gaz sont principalement utilisés dans les systèmes de sécurité pour détecter la présence de gaz nocifs et toxiques. Pour la même raison, les installations de recherche chimique, minière, pétrolière et gazière, ainsi que d’autres installations de production et de recherche, utilisent largement ces capteurs dans leurs systèmes de sécurité pour surveiller la qualité de l’air, les fuites de gaz et les émissions.
Cependant, les capteurs de gaz ne se limitent pas à un usage industriel. En raison de leur capacité constante à détecter l’air, les capteurs de gaz sont souvent utilisés dans le cadre de systèmes intégrés plus vastes destinés à la surveillance de l’environnement, à la sécurité alimentaire, aux systèmes de sécurité et même à l’électronique grand public.
Par exemple, les systèmes de sécurité conçus pour protéger contre les risques d’incendie et empêcher de fumer dans les hôtels et les restaurants contiennent des capteurs de gaz. En outre, les produits électroniques grand public tels que les contrôleurs de la qualité de l’air et les purificateurs d’air sont équipés de ces capteurs pour mesurer la concentration de gaz.
Capteurs de fumée
Bien que les capteurs de fumée partagent certaines similitudes avec les capteurs de gaz, ils ont tous deux des rôles distincts. Par exemple, les capteurs de gaz sont utilisés pour mesurer la présence et la concentration de gaz, alors que les capteurs de fumée sont conçus pour détecter uniquement la fumée.
Par conséquent, les capteurs de fumée sont principalement utilisés dans les alarmes d’urgence des systèmes CVC, des bâtiments, des hôtels et des zones de recherche et de fabrication pour avertir les personnes présentes dans l’installation des risques d’incendie. Les capteurs utilisés dans ces systèmes d’alarme mesurent les particules en suspension (SPM) dans l’air à l’aide de différents types de technologies.
Lorsque le capteur constate que les particules en suspension ont dépassé un niveau spécifique, il déclenche l’alarme pour signaler le danger potentiel. De cette manière, les gens ont suffisamment de temps pour évacuer ou prendre les bonnes décisions.
Dans un écosystème IoT, ces capteurs peuvent également être utilisés pour signaler aux appareils connectés qu’ils doivent prendre des décisions programmées, telles que l’ouverture des portes d’évacuation, le déclenchement des systèmes d’arrosage, la sonnerie de l’alarme, etc.
Capteurs d’images
Les capteurs d’images sont essentiellement des dispositifs qui collectent et transmettent les données nécessaires à la création d’une image. Les capteurs d’images collectent des photons (essentiellement de la lumière) et les convertissent en signaux électriques en vue d’un traitement ultérieur. Ces signaux sont ensuite traités par le dispositif pour former une image.
Les applications des capteurs d’images dans l’IdO sont nombreuses et en constante évolution. Pensez un instant aux lecteurs automatiques de plaques d’immatriculation ou aux systèmes de reconnaissance faciale. Ces systèmes automatisés avancés sont impossibles à créer sans l’utilisation de capteurs d’images.
Les systèmes de sécurité modernes utilisés dans les maisons et les bureaux reposent également sur des capteurs d’images. Par exemple, les caméras de sonnette intelligente utilisent ces capteurs pour distinguer les visages familiers des étrangers inattendus et vous envoyer des alertes instantanées afin que vous puissiez être bien préparé.
En fait, il n’est pas faux de dire que nous sommes entourés de capteurs d’images. De nos smartphones aux satellites, tout repose sur des capteurs d’images pour une raison ou une autre.
Capteurs de détection de mouvement
Les détecteurs de mouvement sont des dispositifs utilisés pour détecter le mouvement d’objets, principalement de personnes, à proximité et pour convertir les résultats en signaux électriques. Selon la configuration et le type de capteur, les détecteurs de mouvement peuvent détecter même de petits mouvements.
Outre la détection des mouvements, ces capteurs peuvent également être utilisés pour déchiffrer le type et le schéma du mouvement. Cette capacité de détection de haut niveau ouvre de nouvelles portes pour ces capteurs dans diverses applications.
Comme rien ne peut passer à travers les rayons infrarouges passifs, les micro-ondes ou les ondes ultrasoniques émises par ces capteurs de détection de mouvement, ils sont considérés comme la clé de voûte des systèmes de sécurité avancés. Cependant, ces capteurs sont surtout incorporés en tant que composants essentiels des systèmes de sécurité avancés.
Cela dit, les capteurs de mouvement ne sont pas limités aux seuls systèmes de sécurité. On peut les trouver intégrés dans des caméras numériques, des systèmes VR, des téléphones, des consoles de jeu et même des distributeurs de serviettes en papier et des éviers automatisés.
Comment fonctionnent les capteurs IdO ?
Nous pouvons classer les capteurs dans différentes catégories en fonction de leur mécanisme de fonctionnement. Mais dans un écosystème IdO, ils ont tous le même rôle : détecter le monde et collecter des informations.
Selon le type de capteur, ils collectent les informations et les convertissent en signaux électriques. Ces signaux sont ensuite traités, filtrés et amplifiés par les circuits internes, puis convertis en format numérique avant d’atteindre le centre névralgique.
Lorsque les données atteignent le concentrateur central, elles peuvent être utilisées à diverses fins, notamment pour –
- Automatiser des tâches – Ces données peuvent être utilisées pour configurer l’algorithme afin qu’il envoie des signaux à d’autres appareils connectés ou qu’il automatise des tâches telles que la prise de photos, l’envoi d’alertes, le déclenchement de l’alarme, etc.
- Analyser les données – Ces données peuvent ensuite être utilisées à des fins d’analyse pour améliorer l’efficacité de l’écosystème IoT et prendre des décisions éclairées.
Que faire des données ?
Beaucoup de débutants l’oublient, mais le contrôle des données des capteurs est crucial pour protéger et optimiser un écosystème IoT.
Voici quelques conseils à prendre en compte pour mieux contrôler les données
- La toute première chose à faire est de définir votre objectif pour minimiser les données. Cela vous aidera à faire la différence entre les données dont vous avez réellement besoin pour votre application et celles que vous devriez éviter.
- Utilisez toujours des protocoles sécurisés tels que HTTPS et TLS pour crypter les données lors de leur transfert entre différents appareils et serveurs. Vous pouvez également envisager de crypter les données au repos à l’aide d’AES, de 3DES ou de tout autre algorithme afin de les protéger contre les violations.
- Au lieu de donner le même accès, créez différents rôles d’utilisateur et donnez l’accès en conséquence.
Après avoir appliqué ces conseils, vous devriez également vous concentrer sur l’optimisation des données.
Conclusion
Voilà un article détaillé sur les différents types de capteurs utilisés dans l’IdO.
Ces capteurs constituent l’épine dorsale de tous les dispositifs IdO populaires pour la maison et le travail, tels que les systèmes CVC, les systèmes de sécurité intelligents, les réfrigérateurs intelligents, etc. Par conséquent, si vous envisagez d’entrer dans le monde de l’IdO, il est indispensable d’avoir une connaissance de base de ces capteurs.
En outre, si vous souhaitez faire carrière dans l’IdO, vous devez avoir une expérience pratique de la construction de projets IdO en direct. Un bon kit de démarrage IoT vous y aidera certainement.