Journée AFIA Internet des Objets (IoT) en agriculture

Principes de l’IoT pour l’agricultureGil De Sousa

28/04/2017

IoT / WSN / Ubiquitous ComputingTendance des recherches sous Google depuis 2004[Google, 2017] (inspiré par [Gubbi et al., 2013])

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Informatique Ubiquitaire / Ubiquitous Computing

Notion mise en avant par Mark Weiser (Xerox PARC) dès 1991“Ubiquitous computing enhances computer use by making manycomputers available throughout the physical environment, whilemaking them effectively invisible to the user” [Weiser, 1993]

Illustration [Weiser, 1991]

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IoT (1) [Gershenfeld et al., 2004]

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IoT (2)

Présentation [Vermesan et al., 2011]The Internet of Things could allow people and things to beconnected Anytime, Anyplace, with Anything and Anyone, ideallyusing Any path/network and Any service.

Illustration [Perera et al., 2014]

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IoT (3) [Atzori et al., 2010]

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IoT et RFID [Welbourne et al., 2009]

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Domaines d’application [Machina Research, 2017]

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IoT en agriculture

Hétérogénéité des capacités des objets connectésI Capteurs sans fil sur les animauxI Capteurs sans fil au champI Stations météorologiquesI Drones et robots mobiles / Unmanned Aerial/Ground Vehicle

(UAV/UGV)I Smartphones, tablettes, montres, lunettes à réalité augmentée

de l’agriculteurI Tracteurs et autres machines agricolesI Infrastructure de l’exploitation agricoleI Bâtiments de l’exploitation agricole

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Domaines de recherche de l’IoT [Miorandi et al., 2012]

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Architecture pour l’IoT (1)

Acquisition des donnéesI Sondes mesurant des quantités scalaires (humidité,

température, etc.), systèmes de positionnement, enregistreursaudio, caméras, radars, etc.

Communication sans fil des donnéesI Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth, 6LoWPAN, LoRa, Sigfox,

technologies de téléphonie mobile (GSM/GPRS, 3G, 4G) etradio specifiques

I 5G avec les différents modes MTC dont le "massiveMachine-Type Communication (mMTC)"[METIS-II partners, 2017]

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Architecture pour l’IoT (2)

Stockage et traitement des donnéesI Notion de “Edge Computing” intégrant le “Fog Computing”

Accès aux données stockéesI HTTP (REST), CoAP, MQTT, AMQP, XMPP, etc.

Interopérabilité et diffusion des donnéesI Données Ouvertes et Liées (DOL) / Linked Open Data (LOD)

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IoT et “Fog Computing” [Bonomi et al., 2012]

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“5 Star” Linked Open Data [W3C, 2013]

* Publish data on the Web in any format (e.g., PDF,JPEG) accompanied by an explicit Open License (ex-pression of rights)

** Publish structured data on the Web in a machine-readable format (e.g., XML)

*** Publish structured data on the Web in a documented,non-proprietary data format (e.g., CSV, KML)

**** Publish structured data on the Web as RDF (e.g., Turtle,RDFa, JSON-LD, SPARQL)

***** In your RDF, have the identifiers be links (URLs) touseful data sources

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Semantic Sensor Network (SSN) [Compton et al., 2012]

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Capteurs sans fil sur les animaux

Moonitor (http://www.moonitorcows.com/)

I Système de surveillance d’activités de bovins à distance et24h/24 7j/7 à l’aide de colliers transmettant des donnéesjournalières par liaison satellite

I Caractéristiques du collier : 2,5 kg, 7 jours d’autonomie sansSoleil, 3 positions GPS par jour (7, 15 et 23 h)

Collier Moonitor

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Capteurs sans fil au champ

Cropx (https://cropx.com/)

I Capteur pour l’irrigation avec transmission par téléphoniemobile

Capteur Cropx

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Drones

DroneSeed (https://www.droneseed.co/)

I Drones visant à la plantation de graines d’arbres et,l’épandage d’engrais et d’herbicides

Drone DroneSeed

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Bâtiments de l’exploitationMIT Media Lab OpenAg (https://www.media.mit.edu/groups/open-agriculture-openag/overview/)

I Conception de futurs systèmes de production alimentaire avecla création d’un écosystème open-source de technologies

I Recherches avancées dans les domaines des objets connectés,du machine learning et de la vision par ordinateur pouvantbénéficier à la production agricole de demain sous serre voireau champ

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MIT Media Lab OpenAg “Food Server”

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Merci de votre attention

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Bibliographie IAtzori, L., Iera, A., and Morabito, G. (2010).The internet of things : A survey.Computer Networks, 54(15) :2787–2805.

Bonomi, F., Milito, R., Zhu, J., and Addepalli, S. (2012).Fog computing and its role in the internet of things.In Proceedings of the First Edition of the MCC Workshop on Mobile Cloud Computing, MCC ’12, pages 13–16,New York, NY, USA. ACM.

Compton, M., Barnaghi, P., Bermudez, L., García-Castro, R., Corcho, O., Cox, S., Graybeal, J., Hauswirth, M.,Henson, C., Herzog, A., Huang, V., Janowicz, K., Kelsey, W. D., Phuoc, D. L., Lefort, L., Leggieri, M., Neuhaus,H., Nikolov, A., Page, K., Passant, A., Sheth, A., and Taylor, K. (2012).The SSN ontology of the W3C semantic sensor network incubator group.Web Semantics : Science, Services and Agents on the World Wide Web, 17 :25 – 32.

Gershenfeld, N., Krikorian, R., and Cohen, D. (2004).The internet of things.Scientific American, 291(4) :76–81.

Google (2017).Google trends.https://trends.google.com/trends/.[Online ; accessed April-2017].

Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S., and Palaniswami, M. (2013).Internet of things (iot) : A vision, architectural elements, and future directions.Future Generation Computer Systems, 29(7) :1645–1660.

Machina Research (2017).Iot forecasts.https://machinaresearch.com/what-we-do/advisory-service/iot-forecasts/.[Online ; accessed April-2017].

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Bibliographie IIMETIS-II partners (2017).METIS-II : Mobile and wireless communications Enablers for Twenty-twenty (2020) Information Society-II.https://metis-ii.5g-ppp.eu/.[Online ; accessed April-2017].

Miorandi, D., Sicari, S., Pellegrini, F. D., and Chlamtac, I. (2012).Internet of things : Vision, applications and research challenges.Ad Hoc Networks, 10(7) :1497 – 1516.

Perera, C., Zaslavsky, A., Christen, P., and Georgakopoulos, D. (2014).Context aware computing for the internet of things : A survey.IEEE Communications Surveys and Tutorials, 16(1) :414–454.

Vermesan, O., Friess, P., Guillemin, P., Gusmeroli, S., Sundmaeker, H., Bassi, A., Jubert, I. S., Mazura, M.,Harrison, M., Eisenhauer, M., and Doody, P. (2011).Internet of things strategic research roadmap.In Cluster SRA 2011, pages 9–52. IERC European Research Cluster on the Internet of Things.

W3C (2013).Linked data glossary.https://dvcs.w3.org/hg/gld/raw-file/default/glossary/index.html#x5-star-linked-open-data.[Online ; accessed April-2017].

Weiser, M. (1991).The computer for the 21st century.Scientific American, pages 94–104.

Weiser, M. (1993).Some computer science issues in ubiquitous computing.Communications of the ACM, 36(7) :75–84.

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Bibliographie IIIWelbourne, E., Battle, L., Cole, G., Gould, K., Rector, K., Raymer, S., Balazinska, M., and Boriello, G. (2009).Building the internet of things using rfid.IEEE Internet Computing, 13(3) :48–55.

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