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Lightweight M2M

Pourquoi choisir ce protocole pour vos objets connectés ?

Adeunis s’apprête à lancer une nouvelle gamme de capteurs IoT NB-IoT et LTE-Cat-M1 dédiée aux applications SMART BUILDING.

Dans une logique de réduction de la consommation mais également afin de faciliter la gestion opérationnelle à distance de cette nouvelle gamme de capteurs IoT cellulaire, Adeunis a fait le choix d’intégrer le protocole de communication Lightweight M2M.

Découvrez dans cet article une définition, un exemple d’architecture, ainsi que les avantages du protocole Lightweight M2M.

QU’EST CE QUE LE PROTOCOLE LIGHTWEIGHT M2M ?

Lightweight Machine-to-Machine

LWM2M est un protocole de communication pour la gestion opérationnelle, la remontée de données, le provisionnement et la gestion de cycle de vie des dispositifs de machine à machine (M2M) et de l’internet des objets (IoT).

Ce protocole a été défini en 2012 par l’organisme Open Mobile Alliance (OMA) SpecWorks.

Ce protocole spécifiquement conçu pour les dispositifs connectés contraints (capacité de calcul, espace mémoire) s’appuie sur :

Une norme de transfert de données sécurisée appelée Constrained Application Protocol (CoAP),
Une variété d’objets standards prêts à l’emploi tels que les Smart Objects de l’alliance IPSO, pour une gestion normalisée des modèles de données.

AVANTAGES DU PROTOCOLE LIGHTWEIGHT M2M

Bootstrapping
Mécanisme permettant de connecter un capteur à une plateforme en toute sécurité et de gérer toutes les clés et tous les certificats nécessaires.

Configuration
Possibilité de configurer un capteur à distance,
Exécution de certaines fonctions (activation, désactivation, etc.).

Mise à jour logiciel
Exécution des mises à jour firmware par les airs (FOTA) afin d’implémenter de nouvelles fonctions dans le capteur ou de corriger des bugs.

Diagnostique
Diagnostique à distance du capteur (niveau batterie, version sw/hw, etc.).

Gestion connectivité
Identification APN, activation, redémarrage du dispositif.

Rapport
Récupération des paramètres de configuration du capteur.
Signalement des erreurs du dispositif (changement d’état).

Sécurisation
Cryptage et authentification au niveau des appareils, des applications et du transport des données (PSK, certificats, etc.).

SPECIFICATIONS DU PROTOCOLE LIGHTWEIGHT M2M

Transport

COAP

Sécurité

Support natif des protocoles DTLS, TLS et Oscore sans impact sur les performances.

Prise en charge native des certificats et méthodes d’authentification par clé.

Interopérabilité

S’appuie sur la spécification Ipso pour standardiser la sémantique des données, c’est-à-dire la manière dont elles doivent être structurées pour être interopérables.

Encodage des données

Prend en charge une variété de formats d’encodage de données pour la communication device-to-pltaform et platform-to-device, y compris le TLV, JSON et CBOR.

Gestion des données

Modèle de données IPSO ou Custom

Enregistrement du client : Register/Update/De-register

Gestion à distance : Read/Write/Execute/Create/Delete/Write attribute/Discover

Remontée des informations : Observe/Cancel observation/Notify

Consommation

Peu fonctionner en UDP
Les échanges sont optimisés
Offre des opérations composites
Compression des entêtes de trames

Provisioning

Process de bootstrap intégré.
Enregistrement et provisioning automatisés.

Gestion opérationnelle

Objets et des ressources standard (IPSO) pour effectuer diverses tâches de gestion des capteurs, telles que la mise à jour des paramètres.

Mise à jour firmware

Intégré et défini par le standard LWM2M.

ARCHITECTURE LWM2M

Le schéma suivant décrit les 4 interfaces logiques (API) utilisées pour établir une communication entre un serveur LWM2M et un client LWM2M (un capteur Adeunis par exemple) :

Bootstrapping : Cette interface permet au serveur de bootstrap LWM2M de fournir au Client LWM2M les informations lui permettant de s’enregistrer auprès d’un serveur LWM2M : clé de sécurité, contrôle d’accès et configuration du produit.
Registration (Enregistrement) : Cette interface permet à un Client LWM2M de s’enregistrer auprès du serveur LWM2M et de signaler les fonctionnalités du produit au serveur LWM2M.

Object/Ressource access (Accès à un Objet/Ressource) : Cette interface permet au serveur LWM2M d’accéder à l’OIR (Objet/Instance/Ressource) du Client LWM2M.
Reporting (Rapport) : Cette interface permet au Client LWM2M de signaler au Serveur LWM2M les modifications périodiques ou sur évènement des OIR.

MODELE DE DONNEES LWM2M

Pour l’échange d’informations entre un capteur IoT et un serveur, le protocole LWM2M utilise un modèle de données standardisé. Ce modèle de données est divisé hiérarchiquement en 3 niveaux : Objet, Instance, Ressource

Un Objet LWM2M est une collection spécifiée de ressources utilisées (et réutilisables) à des fins spécifiques, par exemple une mise à jour logiciel.
Avant d’utiliser ses fonctions, un objet doit être instancié. Un objet peut avoir plusieurs Instances, numérotées à partir de 0 par ordre croissant.
Les Ressources réutilisables qui constituent un Objet représentent les propriétés statiques et dynamiques du produit IoT connecté et du logiciel embarqué qu’il contient. Une ressource est exposée par un client LWM2M pour être utilisée par une application. Une ressource est lue, écrite ou exécutée

Cet ensemble standardisé d’objets, de ressources, de propriétés, d’attributs et d’opérations permet l’extensibilité tout en maintenant l’interopérabilité des produits et des applications.

L’OMA a prédéfini un ensemble d’Objets standards basés sur la norme OMA LWM2M. D’autres objets standardisés ont été enregistrés par des organismes de normalisation ou des alliances tiers telle que l’alliance IPSO (IP for Smart Objects)

Certains acteurs de l’écosystème IoT, dont Adeunis, ont également spécifiés des objets dits CUSTOM pour adresser les spécificités fonctionnelles de leurs produits.

Au total, plus de 300 objets et ressources ont été spécifiés. La liste complète est disponible sur le site

https://technical.openmobilealliance.org/OMNA/LwM2M/LwM2MRegistry.html

Le schéma ci-dessous présente la relation entre un Client LWM2M, un Objet et des Ressources :

Grâce à ces caractéristiques, LWM2M est le protocole le plus adapté au device management des objets connectés sur batterie, tels que les capteurs SMART BUILDING Adeunis.

26/09/2022

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