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Cours

Un système informatique embarqué est un système électronique et informatique spécialisé dans une tâche...

Sommaire

DéfinitionsQu'est-ce qu'un système informatique embarqué ?Les éléments constitutifs d'un système informatique embarquéLes systèmes informatiques embarqués - Schéma logiqueQu'est-ce qu'un objet connecté ?Qu'est-ce que la domotique ?
Fonctions et mode opératoireÀ quoi sert l'informatique embarquée ?Deux modes opératoires pour l'informatique embarquéeSoyons vigilants !Liens utiles

Fonctions et mode opératoire

À quoi sert l'informatique embarquée ?

1. Elle simplifie le fonctionnement des objets, apporte du confort.
Les ordinateurs de bord des voitures récentes fournissent des informations en temps réel sur la consommation de carburant, les conditions de circulation, la météo. Les systèmes de navigation (GPS) aident les conducteurs à (re)trouver leur chemin ou éviter les embouteillages.  
2. Elle permet de nouveaux usages et de réaliser ce qui serait impossible autrement. 
Sans l’informatique embarquée, il serait impossible d’explorer la surface de Mars avec des rovers. 
La livraison de colis ou la surveillance des cultures agricoles par des drones est impossible sans un système embarqué qui gère la trajectoire du drone et permet d’éviter les obstacles. 
3. Elle augmente la fiabilité des véhicules et des machines ainsi que la sécurité des utilisateurs. 
Le système d'atterrissage automatisé des avions de ligne (ILS) a largement amélioré la sécurité aérienne. 
Les aides à la conduite en voiture, comme le système ABS qui permet d'éviter le blocage des roues en cas de freinage brutal, protègent les conducteurs et leurs passagers. 

Deux modes opératoires pour l'informatique embarquée

Les systèmes informatiques embarqués et les objets connectés remplissent leurs fonctions grâce à deux mécanismes principaux. Ils peuvent soit apporter une assistance à l'utilisateur, soit automatiser entièrement l'objet. 
Ils assistent l'utilisateur dans une tâche :
  • les assistants d'aide à la conduite rendent les trajets en voiture plus agréables et renforcent la sécurité des passagers ;
  • les montres connectées renseignent les sportifs sur leur rythme cardiaque, la distance parcourue ou les calories dépensées.  

Définitions

Qu'est-ce qu'un système informatique embarqué ?

Un système informatique embarqué est un système électronique et informatique spécialisé dans une tâche précise. 
Voici quelques exemples :
  • distributeurs automatiques de billets ;
  • caméra Wi-Fi ;
  • pèse-personne électronique ;
  • assistance électrique d'un vélo ;
  • ampoule connectée ;
  • système de mesure de la pression des pneus ;
  • caméras sportives (type "Go Pro") ;
  • podomètres (bracelets qui comptent le nombre de pas).
Un système informatique embarqué est généralement équipé d'un microprocesseur/microcontrôleur qui exécute un programme. Ce microprocesseur peut collecter des informations provenant d'une personne ou de capteurs, et déclencher des actionsviades actionneurs. 
Par exemple, un pèse-personne électronique mesure la force exercée par la personne qui se place dessus avec des capteurs de poids. Il calcule la masse correspondante en kilogrammes et l'affiche sur un écran (qui est donc considéré comme un actionneur, puisqu'il permet d'exécuter une action). 
Les systèmes informatiques embarqués communiquent souvent avec les utilisateursviaune interface homme machine (IHM). Il peut s'agir de boutons, d'un clavier, d'un écran tactile, d'une souris, d'une manette de jeu, etc. Dans le cas d'un distributeur automatique de billets, c’est l’écran tactile qui permet le dialogue entre l’utilisateur et le microprocesseur.
Si elle existe, cette interface homme-machine est soit directement reliée au microprocesseur, soit par une connexion sans fil, et/ou par Internet. Par exemple, on peut contrôler un drone avec un téléphone portable, qui sert d’interface à distance. 

Les éléments constitutifs d'un système informatique embarqué

Le microprocesseur/microcontrôleur est au cœur du système informatique embarqué. Il exécute un programme, peut collecter des informations et déclencher des actions.
L'interface homme machine (IHM) permet au système informatique embarqué de communiquer avec un utilisateur, avec ou sans fil, voire via internet. 
Les capteurs réalisent des mesures qui sont transmises au microprocesseur : position, mouvement, température, humidité, son, pression, fréquence cardiaque, etc.
Les actionneurs sont des composants qui réalisent des actions ciblées : mise en mouvement, émission d'un son, émission de lumière, etc. 

Les systèmes informatiques embarqués - Schéma logique

Qu'est-ce qu'un objet connecté ?

Les objets connectés, que l'on retrouve dans l'expression "Internet des objets" ou IoT (pour "Internet of Things" en anglais), sont des appareils qui peuvent se connecter à Internet et communiquer avec d'autres appareils ou systèmes.
Ils se connectent  souventviades réseaux sans fil tels que le Wi-Fi, le Bluetooth ou les réseaux cellulaires (le réseau des téléphones portables : 3G, 4G, 5G).
Exemples d'objets connectés : thermostats intelligents, serrures de porte intelligentes, montres connectées, voitures connectées, caméras de surveillance, pèse-personnes connectés, réfrigérateurs intelligents, assistants vocaux (Google Home, Amazon Echo, etc.). 
Comme tout système informatique embarqué, un objet connecté contient un microprocesseur/microcontrôleur et des logiciels, et peut inclure des capteurs et des actionneurs. Il peut collecter et analyser des données en temps réel, prendre des décisions automatiques et interagir avec d'autres appareils connectés.

Qu'est-ce que la domotique ?

La domotique est un domaine où les objets connectés sont fréquents. La domotique est un ensemble de technologies et de systèmes visant à automatiser et à contrôler les équipements d'un bâtiment, tels l'éclairage, le chauffage, la climatisation, les volets roulants, la sécurité, la communication, etc. 

Ils rendent autonome un appareil ou un objet, sans qu’un utilisateur doive le contrôler en permanence :
  • les satellites artificiels parcourent leur orbite autour de la Terre en collectant des informations, relayant des communications. Ils sont certes configurés et dirigés par des ingénieurs et techniciens, mais ils sont la plupart du temps autonomes dans leur fonctionnement ;
  • les distributeurs automatiques de billets, de tickets de transports, de boissons, sont certes régulièrement rechargés, mais fonctionnent sans intervention humaine constante. Il en est de même pour les bornes de péages autoroutiers. 

Soyons vigilants !

Un accès non maîtrisé à vos objets connectés peut représenter un risque de sécurité ou d'atteinte à votre vie privée. 
Comme le conseille le site https://www.economie.gouv.fr/dgccrf/Publications/Vie-pratique/Fiches-pratiques/objets-connectes, il est prudent de : 
  • s'informer sur les caractéristiques de l'objet, son fonctionnement, ses interactions avec les autres appareils électroniques et, le cas échéant, sur les précautions à prendre ; 
  • procéder régulièrement aux mises à jour logicielles ; 
  • changer le nom et/ou le mot de passe par défaut de votre objet connecté ; 
  • limiter l'accès de votre objet connecté par d'autres appareils ou d'autres utilisateurs.

Liens utiles

https://www.economie.gouv.fr/dgccrf/Publications/Vie-pratique/Fiches-pratiques/objets-connectes

https://www.economie.gouv.fr/dgccrf/Publications/Vie-pratique/Fiches-pratiques/objets-connectes