La mouture du cours GTI700 portera spécifiquement sur l'Internet des Objet (Internet of Things -- IoT). Le cours sera découplé en deux volets.

Volet 1: Aris Leivadeas (semaines 1 à 6)

À la fin du premier volet, les étudiants devraient être en mesure de :

• Démontrer une compréhension des principes fondamentaux des architectures et des protocoles d'Internet des objets (Internet of Things) 
• Décrire le fonctionnement de quelques protocoles gérant les différentes couches de la pile protocolaire de l'IoT.
• Identifier les exigences et les défis des réseaux IoT en termes de performance et de fiabilité.

Volet 2: Cédric Melançon (semaines 8 à 13)

Les objectifs du second volet du cours sont les suivants:

• Décrire les intéractions entre l'Internet des Objets, l'infonuagique et le Web (Web of Things)
• Modéliser et concevoir des applications distribuées pouvant tirer profit des ressources des périphériques de périphérie (fog / edge computing), tout en gérant leurs contraintes
• Comprendre et utiliser le paradigme de communication publish/subscribe et certains protocoles tels que MQTT et AMQP pour mettre en relation les composants d'un système IoT à haut niveau
• Comprendre et décrire les différents éléments d'une architecture de traitement de données IoT basée sur des flux
• Démontrer une compréhension de certains enjeux de sécurité et de certains paradigmes émergents propres au monde de l'IoT

Le cours comprend une partie magistrale (3 heures par semaine) et des séances en laboratoire (2 heures par semaine). Le cours théorique sera dispensé à chaque semaine à distance au moyen de la plate-forme technologique Zoom, à raison de 3h / semaine pour une durée de 13 semaines (sauf une semaine pour l’examen intra). Le contenu du cours sera majoritairement présenté sous forme de présentations (format PDF). Des exemples et exercices faits en classe viendront complémenter les différents aspects théoriques du cours.

Cette section présente le plan de cours prévu. 

Volet 1 (21 heures dont 3 heures d'examen) -- Aris Leivadeas

1. Une introduction à l'internet des objets (4.5 heures)
   • Définition d'Internet des objets
   • Genèse de l'IoT
   • Importance de l'IoT
   • Conception de réseau IoT
   • Technologies clés
   • Cas d'utilisation
   • Défis
2. Connexion d'objets intelligents (3.5 heures)
   • Capteurs
   • Actionneurs
   • Objets intelligents
   • Réseaux de capteurs
   • Critères de communication
3. Réseaux d'accès en IoT (4.5 heures)
   • Introduction à la couche liaison
   • Protocole IEEE 802.15.4e/g
   • Protocole IEEE 1901.2a
   • Protocole IEEE 802.11ah
   • LoRaWAN
   • NB-IoT
4. IoT couche réseau (4.5 heures)
   • Introduction à IPv6
   • L'analyse de rentabilisation pour l'IoT
   • Besoin d'optimisation en IP
   • Optimization d'IP pour l'IoT
   • Standardisation
5. Architecture IoT (4 heures)
   • Pilotes derrière l'architecture de réseau IoT 
   • Exemples d'architecture IoT
   • Pile fonctionnelle d'IoT
   • Pile de gestion des données IoT

Volet 2 (21 heures dont 3 heures d'examen) -- Cédric Melançon

1. Communications IoT à haut niveau (patrons, modèles, architectures, standards et technologies) (5 heures)
   • Introduction à Publish/Subscribe, modèles et architectures
   • Protocole MQTT
   • Protocole AMQP
2. Informatique en nuage, en brouillard et en périphérie (3.5 heures)
   • Notions de base d'nfonuagique en lien avec l'IdO
   • Défis en lien avec le développement des applications IoT
   • Informatique en périphérie: origine et concepts
   • Modèle hiérarchique cloud-fog-edge
   • Intégration de l'IoT et de l'informatique en périphérie
3. Traitement distribué des données IdO (3.5 heures)
   • Introduction à Node-RED
   • Traitement des données par flux: motivation
   • Tâches et sémantiques
   • Performance
4. Sécurité des systèmes IoT (2 heures, présentation donnée par un conférencier)
5. Web of Things (3 heures)
   • Introduction au Web of Things
   • HTTP et APIs REST
   • CoAP
   • WebSocket
   • Mozilla Web Thing API
6. Révision pour examen final (1 heure)
7. Examen (3 heures)

Note importante: les heures sont des heures approximatives d’enseignement pour chaque sujet. Comme le cours est en continuelle évolution, il est possible que le matériel soit mis à jour au fil de la session.

Nous utiliserons en laboratoire des périphériques Raspberry Pi 3B+/4B avec un kit de capteurs et actionneurs Sunfounder. Les outils technologiques logiciels et matériels incluent les éléments suivants:

• Raspberry pi OS
• Raspberry pi 3B+/4B
• Sunfounder kit de capteurs et actionneurs
• Cisco packet tracer
• Python
• JavaScript + Node.JS
• Environnement infonuagique
• Environnement de développement
• Node RED
• Serveur et librairies MQTT

Note: un kit sera attribué par équipe (Raspberry Pi + capteurs). Un défi supplémentaire sera de s'organiser afin que les membres de l'équipe puissent travailler à distance sur le Raspberry Pi (via SSH). L'organisation du travail d'équipe devra tenir compte du fait que l'un des membres aura accès au périphérique (et sera responsable des aspects matériels), et devra configurer son environnement réseau et le système d'exploitation afin de permettre les connexions distantes (SSH). Pour les autres membres de l'équipe, le défi sera de pouvoir travailler à distance sur le Raspberry Pi sans connexion physique de type clavier-souris-moniteur.

Dates et modalités :

Veuillez noter qu’une moyenne inférieure à 50% dans les évaluations individuelles de type "examen" (examens intra et final) entraîne automatiquement un échec au cours. Ceci est une condition nécessaire mais non suffisante pour réussir ce cours.

L'examen final aura lieu en présentiel sur ordinateur, via la fonctionnalité "Examen" de la plate-forme Moodle. Il est possible que le logiciel SafeExamBrowser soit utilisé. Vous devrez utiliser votre ordinateur personnel. ChatGPT ou tout autre système similaire est banni lors des évaluations

Tout travail remis en retard recevra la note 0%, sauf si une entente a été prise au préalable avec l'enseignant et à la discrétion de ce dernier.

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).

Aucune documentation obligatoire. Toutefois, il est possible que certains articles scientifiques à lire soient demandés au courant de la session.

Pour le premier volet du cours :

• IoT Fundamentals Networking Technologies, Protocols, and Use Cases for the Internet of Things, par David Hanes, Gonzalo Selgueiro, Patrick Grossetete, Rob Barton, and Gerome Henry, Cisco Press (2017)
• Internet of Things a Hands-on-Approach, Arshdeep Bahga and Vijay Madisettin, (2014)
• Internet of Things Architectures, Protocols, and Standards, Simone Cirani, Gianluigi Ferrari, Marco Picone, and Luca Veltri, Wiley, (2019)
• Computer Networking, a Top-Down Approach, Kurose, J.F. et Ross, K.W., 7^ème edition, (2017)

Pour le second volet du cours :

Des ressources suggérées (ouvrages de référence ou en ligne) seront ajoutées au fil de la session à la page Moodle du cours et dans les diapositives du cours.

Le site du cours est sur la plate-forme Moodle/ENA.

Obtention des kits (RasPI + capteurs): Un membre par équipe récupérera un kit avant le premier laboratoire. Les modalités exactes restent à déterminer et seront communiquées sous peu.

Retour des kits de (RasPI + capteurs): À retourner au plus tard le mardi 17 décembre 2024. Les modalités exactes restent à déterminer et seront communiquées sous peu.