Plan de vol : IdO – Numériser l’espace physique

Aperçu de la Solution type

Pour toute entreprise qui opère dans l’espace physique et souhaite rester compétitive en gagnant en efficacité ou en expérience, cette Solution type illustre comment utiliser les technologies de l’Internet des objets (IdO) pour recueillir des données, les contextualiser et les diffuser automatiquement pour optimiser continuellement ce qui importe le plus pour les employés, la clientèle et, en bout de ligne, le chiffre d’affaires. Contrairement aux méthodes manuelles de collecte des données ou aux solutions qui font appel à une application précise, la Solution type engendre un flot continu de données (qui/quoi est où/comment), utilisable par n’importe quelle application existante ou future grâce à une architecture ouverte générique, mais s’appuyant sur les normes du Web.

Voir la page IdO Numériser l’espace physique – Solution type pour en apprendre davantage sur la façon dont cette solution fonctionne.

La Solution type applique les technologies Systèmes Bluetooth à basse consommation pour la localisation en temps réel (BLE RTLS) et Kibana (outil de visualisation des jeux volumineux de données), décrites plus bas.

Plan de vol : Systèmes Bluetooth à basse consommation pour la localisation en temps réel (BLE RTLS)

Bluetooth à basse consommation (BLE) est une technologie pour réseau personnel sans fil à faible dépense d’énergie. Depuis 2014, au-delà d’un milliard de dispositifs BLE ont été vendus annuellement dans le monde entier. En font partie les téléphones intelligents et les articles d’électronique vestimentaire destinés au commun des mortels, de même que les balises et les capteurs bon marché installés sur les objets fixes ou dans différents lieux. Une des principales caractéristiques de la technologie BLE est qu’elle permet la diffusion spontanée de paquets publicitaires, à savoir, le dispositif BLE se présente à tout autre dispositif qui le reçoit dans son rayon d’action (habituellement une dizaine de mètres), en lui expédiant des identifiants et les données saisies par le capteur.

Les systèmes de localisation en temps réel (RTLS) estiment l’emplacement des gens et des objets à l’intérieur d’un espace physique en temps (quasi) réel. Dans la plupart des cas, l’infrastructure située dans cet espace détectera puis identifiera les personnes et les objets grâce aux dispositifs à radiofréquence dont on l’a dotée. Ces dispositifs peuvent être situés approximativement par des méthodes courantes, comme la puissance du signal émis, ou avec plus de précision grâce à des moyens plus spécialisés comme l’angle d’arrivée, le décalage de réception du signal, etc., si le dispositif et l’infrastructure l’autorisent.

La technologie BLE RTLS est prometteuse, en raison de l’ubiquité relative des deux types de dispositifs et de leur infrastructure. Vous portez probablement déjà sur vous au moins un dispositif BLE (téléphone intelligent, article vestimentaire, détecteur de clé, etc.) et il s’en trouve sans doute au moins un de stationnaire (téléviseur intelligent, convertisseur, point d’accès) à moins de dix mètres. Par conséquent, on peut d’ores et déjà observer les modes d’occupation de nombreux lieux en préservant l’anonymat. Avec l’inscription obligatoire de l’utilisateur du dispositif et du propriétaire de l’infrastructure, la localisation en temps réel devient une véritable possibilité, peu importe l’endroit.

Ressources

Les tutoriels et la documentation énumérés ci-dessous vous en apprendront davantage sur la technologie BLE RTLS. Pour des explications plus scientifiques, on lira les deux publications que voici sur reelyActive:

• Low-power wireless advertising software library for distributed M2M and contextual IoT.
  2e forum mondial de l’IEEE sur l’Internet des objets (WF-IoT) | Milan, Italie | 16 décembre 2015
• Towards collective hyperlocal contextual awareness among heterogeneous RFID systems.
  3e colloque de l’IEEE sur l’Internet des personnes (IdP 2017) | Fremont, Californie | 4-8 août 2017

Tutoriels

Le tableau ci-dessous propose des liens menant aux tutoriels que l’auteur estime être les plus utiles (la liste n’est pas exhaustive).

Tutoriel	Résumé
BLE Identifier Reference	Aperçu des informations qu’on pourrait retrouver dans le paquet publicitaire d’un appareil BLE et que peut décoder toute infrastructure à proximité qui le capte.
Co-located RFID systems unite!	Présentation de l’IEEE RFID 2019 résumant la localisation ubiquiste en temps réel au moyen des technologies de radiofréquence courantes comme BLE et RAIN.
Pi Prep & Pi Suite	Comment configurer un Raspberry Pi (3B ou plus récent) pour en faire une infrastructure BLE et afficher en temps réel tous les dispositifs détectés dans son rayon d’action.

Documentation

Le tableau qui suit dresse la liste d’une série de documents sur la BLE RTLS.

Document	Résumé
diyActive	Documentation de la plateforme à architecture ouverte reelyActive, y compris logiciel de source ouverte, matériel et plus.

Support

Pour obtenir du soutien sur le logiciel de source ouverte, consulter la documentation pertinente sur GitHub et mentionner le problème s’il n’a pas déjà été abordé. Au besoin, contacter reelyActive.

Pratiques exemplaires

Beaucoup de gens sont terrifiés à l’idée qu’on puisse les situer où qu’ils soient, en temps réel. Par conséquent, on prendra soin d’apprendre et de comprendre ce qui peut vraiment être réalisé avec la technologie BLE RTLS aujourd’hui (et que facilite l’usage du Propulseur), de manière à se faire une juste opinion. Ensuite, on communiquera clairement et de façon proactive avec les utilisateurs et les intervenants. Pour engendrer une plus grande motivation et justifier l’usage de la technique, on cherchera des articles parlant de la balise Bluetooth (Bluetooth Beacon) sur Internet. Bref, prenez la question de la protection des renseignements personnels au sérieux et mentionnez ce qui suit aux utilisateurs et aux intervenants :

• Bluetooth fermé = invisibilité
• Bluetooth ouvert = détection sans identification/li>
• Bluetooth ouvert avec inscription volontaire = détection précise

Trucs et hics

La première question que l’on pose au sujet de la technologie RTLS est inévitablement « Quelle est sa précision? »

• TRUC : la plupart du temps, la réussite d’un projet ne repose PAS sur la précision.
• HIC : vous pourriez gaspiller des ressources précieuses en insistant sur la précision de la localisation, au lieu de les consacrer à d’autres paramètres essentiels au succès.

Quels sont les facteurs indispensables à une exploitation réussie de la RTLS?

• TRUC : un bon déploiement automatisera la collecte des informations avec lesquelles l’entreprise mènera mieux ses activités (augmenter les ventes ou réduire le volume de déchets, par exemple).

Rappelez-vous que le système RTLS procure des données, pas une analyse. Ce sont les conclusions de l’analyse qui guideront les activités de l’entreprise.

• HIC : si personne (ou rien) ne déduit quelque chose des données relayées par le système RTLS et ne l’applique à l’entreprise, la technologie n’aura aucun impact ou presque.

La section suivante décrit un outil qui facilite l’analyse et la manipulation des données RTLS en vue d’en tirer des conclusions.

Plan de vol : Kibana

Kibana est un logiciel de source ouverte permettant de visualiser les données d’Elasticsearch. Elasticsearch est une base de données de source ouverte qui emmagasine les données sur l’emplacement en temps réel. Aux fins qui nous intéressent, Kibana offre un moyen convivial de visualiser les tendances concernant l’occupation d’un lieu et d’établir l’emplacement des personnes et des objets en temps réel.

Face aux nombreuses bases de données et méthodes d’analyse disponibles de nos jours, pourquoi retenir Elasticsearch et Kibana? Premièrement, Kibana est un outil très polyvalent qui a fait ses preuves en proposant même au profane une façon aisée de voir et d’interpréter les données de localisation en temps réel, puis d’en tirer des conclusions. Deuxièmement, il est facile d’installer Elasticsearch et Kibana sur un ordinateur portable pour s’en servir de manière autonome jusqu’à leur déploiement dans un nuage. Enfin, l’application Elasticsearch peut être hébergée et gérée, ce qui met totalement fin aux corvées de l’installation et de la maintenance.

À la rédaction de ce document, la version 7.x du logiciel d’Elastic venait d’être rendue publique. C’est donc sur elle que nous nous concentrerons.

Ressources

Parcourez les tutoriels et la documentation qui suivent pour en apprendre davantage sur Kibana et le logiciel d’Elastic. Pour plus de détails, lisez Why Open Source? d’Elastic.

Tutoriels

Le tableau ci-dessous dresse une liste de liens menant aux tutoriels que l’auteur juge les plus utiles (la liste n’est pas exhaustive).

Tutoriel	Résumé
Kibana integration overview	Répertoire des tutoriels et des guides sur l’utilisation de Kibana avec des données de localisation en temps réel
Prepare a reelyActive laptop from scratch	Configuration de la version ouverte de Kibana et d’Elasticsearch sur un ordinateur portable Linux
Set up a hosted Elasticsearch Service	Déploiement d’une instance avec le service d’hébergement et de gestion d’Elastic (contre rémunération)

 

Documentation

Le tableau ci-dessous propose de la documentation sur Kibana.

Document	Résumé
Kibana User Guide	Manuel officiel de Kibana, y compris documentation sur toutes ses fonctionnalités. Sélectionnez la bonne version.

 

Soutien

Elasticsearch et Kibana forment une combinaison hors pair. Cependant, il faut absolument y associer les ressources adéquates pour qu’ils fonctionnent correctement avec l’application souhaitée. En d’autres termes, les versions ouvertes d’Elasticsearch et de Kibana fonctionneront très bien sur une instance standard pour un test de déploiement. Vous disposerez d’une plateforme robuste pour l’expérimentation et l’apprentissage. Cependant, pour exploiter sans difficulté et indéfiniment un système de localisation en temps réel dans un édifice entier, vous aurez besoin d’un déploiement plus élaboré comptant plusieurs instances.

Ceux qui connaissent bien les logiciels d’Elastic ou qui ont déjà eu affaire avec d’importantes bases de données auront peut-être l’expérience et les connaissances voulues pour gérer efficacement un tel déploiement sur un fournisseur de services en nuage tel Amazon Web Services (AWS). L’autre solution consiste à payer pour bénéficier de la commodité du service Elasticsearch, qui comprend l’hébergement et la maintenance du système par Elastic. À notre avis, pour un utilisateur ordinaire, la commodité l’emportera sur le coût et favorisera la solution du service, surtout si l’organisation n’a aucune équipe dédiée pour s’occuper du système d’exploitation en nuage.

Trucs et hics

Même petit, un système de localisation en temps réel peut engendrer une masse incroyable de données s’il fonctionne en permanence.

• TRUC : vérifier l’espace libre sur le disque et n’attendez pas trop avant d’intervenir, car Elasticsearch finira par l’emplir totalement!
• HIC : faire fonctionner Elasticsearch et Kibana sur la même instance avec un disque plein est extrêmement pénible.

Par défaut, Elasticsearch et Kibana sont configurés pour un déploiement typique qui pourrait entraver une instance aux ressources limitées.

• TRUC : modifiez les paramètres de mémoire par défaut d’Elasticsearch si vous avez moins de 4 Go de mémoire vive (RAM). En général, Elasticsearch ne devrait jamais monopoliser plus de la moitié de la mémoire vive du système.

Kibana est une interface graphique conviviale qui gère les divers paramètres des logiciels d’Elastic.

• TRUC : utilisez l’interface de gestion de Kibana si vous n’êtes pas à l’aise avec la ligne de commande (mentionné dans la majorité de tutoriels)