Partie 1 : Systèmes embarqués et IoT

B.O. spécial n° 1 du 22 janvier 2019 - SNT Seconde

Contenus	Capacités attendues
Systèmes informatiques embarqués	Identifier des systèmes embarqués dans des objets du quotidien. Comprendre le principe de fonctionnement d'un système embarqué.
Interface homme-machine (IHM)	Décrire les interactions entre l'utilisateur et un objet connecté via une IHM. Réaliser une IHM simple d'un objet connecté.
Capteurs, actionneurs, microcontrôleurs	Identifier les composants d'un système embarqué (capteurs, actionneurs, microcontrôleur). Écrire des programmes simples d'acquisition de données ou de commande d'un actionneur.
Internet des objets (IoT)	Connaître les enjeux de l'IoT en termes de données personnelles et de sécurité.

1. Les systèmes embarqués

1.1. Définition

Un système embarqué est un système électronique et informatique autonome, spécialisé dans une tâche bien précise. Contrairement à un ordinateur généraliste, il est conçu pour remplir une fonction spécifique, souvent en temps réel.

Un système embarqué comprend généralement :

Un microcontrôleur (ou microprocesseur) qui exécute le programme.
De la mémoire pour stocker le programme et les données.
Des capteurs pour recueillir des informations de l'environnement.
Des actionneurs pour agir sur l'environnement.
Une interface de communication (Bluetooth, Wi-Fi, câble...).

1.2. Exemples dans le quotidien

Les systèmes embarqués sont partout autour de nous :

Domaine	Exemples
Transport	ABS et ESP dans les voitures, pilote automatique d'avion, métro sans conducteur
Maison	Machine à laver programmable, thermostat connecté, box Internet
Santé	Pacemaker, pompe à insuline, tensiomètre connecté
Communication	Smartphone, tablette, montre connectée
Loisirs	Console de jeux, drone, enceinte connectée
Industrie	Robots industriels, chaînes de montage automatisées

2. Les objets connectés et l'Internet des Objets (IoT)

2.1. Qu'est-ce qu'un objet connecté ?

Un objet connecté est un objet du quotidien (montre, bracelet, balance, lampe, thermostat...) équipé de capteurs et capable de communiquer de façon autonome avec d'autres objets ou avec Internet.

La différence avec un simple système embarqué est la connectivité : l'objet connecté peut envoyer et recevoir des données via un réseau.

2.2. L'Internet des Objets (IoT)

L'Internet des Objets (Internet of Things, IoT) désigne le concept d'étendre le réseau Internet au monde physique en y connectant des objets du quotidien. Ces objets collectent des informations sur leur environnement et les transmettent via les réseaux.

Le nombre d'objets connectés a explosé ces dernières années :

Année	Nombre estimé d'objets connectés
2010	4 milliards
2016	15 milliards
2020	50 milliards (estimation)

2.3. Classification des objets numériques

Tous les objets électroniques ne sont pas des objets connectés. On peut distinguer trois grandes catégories :

Ce sont des appareils qui ne fonctionnent qu'en étant reliés à un ordinateur. Ils n'ont pas d'autonomie propre.

Exemples : clavier, souris, imprimante, scanner, webcam USB.

2.4. Fonctionnement d'un objet connecté

Le fonctionnement d'un objet connecté suit un cycle en quatre étapes :

Capteur → Microcontrôleur → Cloud / Traitement → Interface (IHM)

Les capteurs mesurent des grandeurs physiques (température, luminosité, mouvement, humidité...).
Le microcontrôleur traite les données captées et peut déclencher des actions.
Les données sont transmises au Cloud via une connexion sans fil pour être stockées et analysées.
L'utilisateur consulte et contrôle l'objet via une interface homme-machine (application, écran...).

Le microcontrôleur peut aussi commander des actionneurs (LED, moteur, buzzer...) en fonction des données reçues.