IoT & Systèmes Embarqués

Le cours IoT & Systèmes Embarqués (IOT6122, S6, 3 crédits) apprend à concevoir des objets connectés complets : du capteur soudé sur une carte Arduino ou ESP32 jusqu’au tableau de bord dans le cloud. Il est pensé pour le contexte nigérien : villages éloignés du réseau électrique, couverture mobile irrégulière, chaleur et poussière sahéliennes, budgets serrés d’ONG, de communes ou de PME. Les solutions retenues sont donc sobres en énergie (alimentation solaire, veille profonde), tolérantes aux coupures (stockage local puis renvoi) et économes en données (MQTT, LoRaWAN).

Objectifs d’apprentissage

• Comprendre l’architecture des systèmes IoT : capteurs, actionneurs, passerelles, cloud IoT.
• Programmer des microcontrôleurs Arduino et Raspberry Pi pour des applications IoT.
• Concevoir des protocoles de communication IoT : MQTT, CoAP, LoRaWAN pour l’Afrique rurale.
• Développer une solution IoT complète adaptée aux contraintes du contexte nigérien.

Prérequis

Introduction aux Réseaux TCP/IP (TCP3142, GELO S3) et Algèbre de Boole & Architecture Numérique (BOO1142, S1). Des bases de programmation en C et en Python sont supposées acquises.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Architecture et Écosystème IoT
2. Leçon 2 — Programmation des Systèmes Embarqués
3. Leçon 3 — Protocoles de Communication IoT
4. Leçon 4 — Projet IoT Intégrateur

Travaux pratiques

• TP guidé (leçon 2) : station météo autonome (température, humidité, pression) avec affichage LCD, BME280 + Arduino, passerelle Raspberry Pi.
• TP projet (leçon 4) : système de surveillance de la qualité de l’eau potable dans un village nigérien (ESP32, MQTT, règles d’alerte, alimentation solaire).

Matériel minimal conseillé par binôme : une carte Arduino Uno, un ESP32, un capteur BME280, un LCD 16×2 I2C, une plaque d’essai ; un Raspberry Pi par groupe (broker Mosquitto). Les programmes des corrigés ont été testés sur simulateur ou avec un broker MQTT local.

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 20 h, TD 10 h, TP 10 h, TPE 20 h (CTT 60 h). Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (TP notés, comptes rendus, quiz), examen terminal 60 %. Nature : mixte (écrit et pratique). Le TP projet de la leçon 4 compte dans le contrôle continu.

Bibliographie

• Schwartz M., Internet of Things with Arduino Cookbook, Packt.
• Documentation Arduino (docs.arduino.cc — gratuite) et Raspberry Pi (raspberrypi.com).
• Documentation MicroPython (docs.micropython.org) et spécification MQTT 3.1.1 / 5.0 (OASIS).
• Monk S., Programming Arduino: Getting Started with Sketches, McGraw-Hill.