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Asset Tracking et IoT : tout comprendre de A à Z

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Georges

08 déc. 2021

La géolocalisation est une technologie démocratisée depuis les années 90 par les GPS auto grand public. Elle reposait uniquement sur le réseau satellite.

Depuis, d’autres modes de connectivité et d’autres usages ont profondément étendu les applications de la géolocalisation à de nombreux secteurs économiques.

L’asset tracking, littéralement “suivi des actifs”, est l’une des applications les plus significatives.

Asset Tracking et IoT

Vous allez découvrir à travers ce guide comment se construit une architecture IoT dédiée à l’asset tracking et quels sont les challenges techniques spécifiques auxquels elle doit répondre. Nous préciserons également quel type de connectivité répond à vos usages.

 

Au menu

  • Qu'est-ce que la géolocalisation ?
  • De la géolocalisation au concept de l'asset tracking
  • Pourquoi l'asset tracking ?
  • Les sept secteurs phares bénéficiant de l'asset tracking
  • L'architecture d'une solution IoT d'asset tracking
  • Les trois grands challenges techniques de l'asset tracking
  • Solutions d'asset tracking : comment se décider ?

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Qu’est-ce que la géolocalisation ?

La définition de la géolocalisation de la CNIL :

 Technologie permettant de déterminer la localisation d’un objet ou d’une personne avec une certaine précision.

 

La technologie s’appuie généralement sur le système GPS ou sur les interfaces de communication d’un téléphone mobile.

 

Les applications et finalités de la géolocalisation sont multiples : de l’assistance à la navigation, à la mise en relation des personnes, mais aussi à la gestion en temps réel des moyens en personnel et en véhicules des entreprises, etc.

 

De la géolocalisation au concept de l’asset tracking

La logique principale de la géolocalisation a longtemps été de situer les personnes, et principalement soi-même lors d’un déplacement.

 

Désormais, la baisse des coûts des composants et leur miniaturisation, le développement des réseaux cellulaires haut et bas débit ainsi que l’intensification des échanges mondialisés imposent peu à peu la géolocalisation des biens comme un service abordable et mature de l’IoT.

 

L’asset tracking consiste à géolocaliser tous types de ressources cruciales au fonctionnement de l’activité d’une organisation : outils, matériel, matières premières, ressources humaines, flotte automobile, etc.

 

Pourquoi l'asset tracking ?

L’asset tracking répond à trois besoins primaires de toute organisation :

  • Mieux comprendre ses flux et améliorer ses process
  • Réduire les pertes et les vols d’équipements ou de marchandises
  • S’assurer du bon suivi des consignes ou de la sécurité de ses salariés

L’asset tracking concerne tout type de bien et de superficie. De la localisation de lits médicalisés dans un hôpital, à la localisation d’un conteneur qui traverse l’océan pacifique.

 

Les flux de marchandises sans géolocalisation sont généralement contrôlés à certains check-points. Le contrôle est manuel et souvent irrégulier, et surtout il n’est pas continu.

 

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Les bénéfices de l'asset tracking

 

Les sept secteurs phares bénéficiant de l'asset tracking

L'ensemble des secteurs où la perte et le vol de matériel impactent directement la chaîne de production.

 

1. La mobilité

Les nouveaux moyens de transport dans les villes reposent entièrement sur la géolocalisation. Alors que l’arrêt de bus, la station de métro, ou même la station vélib sont fixes, ce n’est pas le cas des trottinettes en libre-service par exemple.

 

Il est nécessaire de savoir exactement quelles trottinettes sont disponibles et où.

 

2. La sécurité et la prévention

Pour protéger son véhicule, les boîtiers de géolocalisation permettent de retracer le trajet d’un véhicule volé et de le retrouver.

 

Une société comme Georide propose un tracker pour moto qui, au-delà de la protection du véhicule, prévient automatiquement le propriétaire en cas de chute. 

 

Les solutions de géolocalisation pourraient être accélérées par une incitation des assureurs. Par exemple, dans le domaine de l’assurance automobile, certains suppriment déjà la franchise vol lorsque le véhicule est équipé d’un tracker GPS.

 

3. Le bâtiment et les travaux publics

Avec des vols sur les chantiers de construction qui représentent environ 1 milliard d’euros par an rien qu’en France, le secteur du BTP est l’un des premiers concernés par l’asset tracking.

 

Dans ce cas, il s’agit de tracer les machines, mais aussi les outils et les matériaux (notamment cuivre et câbles).

 

4. L'agriculture

Le secteur agricole déploie des solutions d’asset tracking sur plusieurs plans :

 

5. L'industrie lourde

Les usines manufacturières et les mines utilisent autant la géolocalisation pour se prémunir contre le vol ou les pertes que pour prévenir les accidents des salariés (éboulement dans une mine ou accident dans une usine).

 

Mais aussi les secteurs où le suivi et l’identification rapide du matériel sont

indispensables.

 

6. La logistique

Dans ce secteur, la géolocalisation est utilisée depuis longtemps mais les solutions IoT modernes permettent de récupérer plus de données et d’optimiser les trajets.

 

Plus qu’une simple géolocalisation, les capteurs renseignent aussi sur l’intégrité de l'expédition (température, choc, humidité).

 

7. Le secteur public

Deux secteurs publics adoptent à grands pas la géolocalisation : la santé et l’éducation. 

 

Pour les hôpitaux, il s'agit de pouvoir utiliser rapidement des médicaments, machines ou consommables, sans quoi une erreur peut être fatale.

 

Une solution d’asset tracking pour les hôpitaux évite les problèmes de stockage (trop ou pas assez), les heures passées à rechercher du matériel égaré, et améliore l'environnement de travail (stress, tensions).

 

Pour l’éducation, les objets à suivre sont principalement le matériel informatique (ordinateurs, projecteurs) ou les livres de la bibliothèque.

 

asset-tracking-secteursLes secteurs phares de l'asset tracking

 

L'architecture IoT d'une solution d'asset tracking

La technologie utilisée dépend de l’usage. En effet, les cas de figure sont très divers entre tracker un camion de transport de fonds sur la route ou un transpalette dans une usine.

 

Les cinq principaux critères à considérer sont :

 

1. Le niveau de précision : ai-je besoin de géolocaliser mon animal de compagnie perdu (à quelques dizaines de mètres près) ou une boîte de médicament dans une pharmacie (à quelques centimètres près) ?

 

2. La nécessité ou non de calculer l’itinéraire jusqu’à l'objet recherché : ai-je besoin de connaître l’itinéraire de ma position jusqu'à cet objet (sur un site industriel de plusieurs bâtiments), ou seulement de savoir dans quelle pièce je dois me rendre (un hôpital) ?

 

3. Une simple notion d’éloignement : il est parfois seulement utile de savoir si l’objet en question s’éloigne d’une position définie (par exemple le tracker GPS d’un vélo en train d’être dérobé)

 

4. Un usage intérieur (indoor tracking) ou extérieur (outdoor tracking)

 

5. Un objet en transit (conteneur sur un bateau) ou sédentaire (un chariot élévateur dans un entrepôt)

 

asset-tracking-criteres-choix-techno-1Les 5 critères pour choisir votre solution

 

Une fois que l’usage a été défini, il faut ensuite choisir les quatre composants de l’architecture IoT :

 

  • La puce de géolocalisation, sur l'objet concerné
  • Le réseau auquel cette puce se connecte
  • La solution informatique de suivi des puces
  • L’application qui permet à l’utilisateur final de connaître l’emplacement de l’objet via son téléphone ou son ordinateur

 

asset-tracking-architecture-iotLes quatre couches d'une solution d'asset tracking

 

Exemple 1 : un hôpital

Usage intérieur, périmètre défini, modifications de l’architecture des locaux peu fréquentes.

 

Dans le cas d’un hôpital, il est question de traquer des milliers de petits objets très différents les uns des autres. La diversité des assets est extrêmement large : d’un lit médicalisé à une petite boîte de médicaments.

 

Il faut donc un système très léger et très économique. On se tourne souvent vers le RFID, qui consiste à coller de petites étiquettes-antennes de quelques milligrammes, et installer des récepteurs dans tout le bâtiment.

 

Lorsqu’un professionnel de santé de l'hôpital recherche un objet, il fait une recherche sur un téléphone ou une tablette reliée à l’intranet qui lui montre sa localisation.

 

Pour les matériels plus imposants (lits, machines, fauteuils), le Bluetooth ou le Wifi sont plus fréquemment utilisés, comme le fait la startup Apitrak.

 

L’avantage du Wifi est d’éviter l’installation de récepteurs (RFID ou Bluetooth) dans le bâtiment, en utilisant le réseau LAN existant.

 

Exemple 2 : un conteneur contenant du mobilier de collection

Usage extérieur ou mixte, périmètre s’étendant sur des milliers de kilomètres, modifications éventuelles du trajet (météo, douane, accident).

 

 Imaginons qu’un particulier australien mette à disposition du mobilier antique à un musée au Panama.

 

Le conteneur transite par un port néo-zélandais pour un autre chargement, où il fait l’objet d’un contrôle, reprend la mer pour plusieurs jours jusqu’au Panama.

 

Les meubles ont à la fois une valeur sentimentale, historique et financière.

 

Un simple tracking GPS a ses limites. Si le conteneur se retrouve sous un toit, le positionnement disparaît (comme lorsque l’on passait sous un tunnel avec son GPS auto).

 

Un module IoT géolocalisé et connecté en cellulaire va permettre, au-delà de la simple géolocalisation, d’apporter d’autres garanties sur l'intégrité de notre conteneur :

 

1. Détection de chocs ou de mouvements

2. Détection de changements de température (particulièrement importante pour des denrées périssables)

3. Alerte en cas d’ouverture du conteneur

4. Customisation avec d’autres types de capteurs (humidité, pression …) selon les spécificités des biens transportés.

 

La connectivité cellulaire présente l’avantage de maintenir un contact permanent et complet du conteneur et de sa condition.

 

Les trois grands challenges techniques de l'asset tracking

Suivre une flotte automobile de commerciaux qui se déplacent dans une seule et même région est différent du suivi d’une flotte de poids lourds circulant en Europe, et encore plus d’un porte-conteneur entre deux continents.

 

Plusieurs problèmes se posent lors du suivi d’entités mobiles à travers plusieurs pays ou plusieurs continents.

 

1. Gestion du handover

Le handover est un terme signifiant le relais de connexion d’un objet connecté entre deux antennes.

 

Si vous parcourez plusieurs dizaines de kilomètres en voiture, votre téléphone reste connecté au réseau en continu, passant d’une antenne à une autre sans coupures.

 

Le terme de handover est aussi utilisé pour le passage d’une connexion cellulaire à une connexion wifi, ou entre plusieurs opérateurs.

 

Certaines technologies intègrent nativement la gestion du handover, comme le cellulaire classique (voix, SMS) ou le LTE-M (réseau bas débit). Ils sont adaptés aux usages classiques de l’asset tracking (simple envoi de la position), et peu gourmands en bande passante.

 

2. Gestion du roaming

Le roaming, le changement d’opérateur au-delà les frontières, est un problème autant technique que commercial :

 

  • Technique parce que les fréquences, les protocoles et les éléments du réseau diffèrent entre les pays.
  • Commercial parce qu’il est nécessaire d’avoir des accords signés avec chaque pays traversé par le tracker géolocalisé pour que sa connexion cellulaire soit maintenue.

 

Depuis une dizaine d'années, des efforts ont été faits aussi bien par les pouvoirs politiques (notamment la Commission européenne) que par les opérateurs téléphoniques, et de nouvelles solutions technologiques ont vu le jour comme la carte Machine to Machine multi-opérateur pour basculer automatiquement entre plusieurs opérateurs.

 

3. Gestion de la batterie

Comme pour tout objet connecté, l’optimisation de la batterie est l’un des enjeux majeurs.

 

Là aussi des solutions existent pour économiser la batterie sur plusieurs années. Voici comment :

 

A. Optimiser la fréquence de remontée des données

En n’envoyant des données que quelques fois par jour.

 

Prenons l’exemple d’un engin de chantier :

 

 1. Le tracker peut être alimenté par le moteur (comme un autoradio) et envoyer la position en continu.

 

Cette solution a souvent peu d’intérêt, elle consomme de l’énergie inutilement et crée des volumes de données inutiles.

 

2. La seconde solution est d’équiper le tracker d’un accéléromètre qui va détecter des mouvements pertinents pour envoyer une information : démarrage le matin, départ du chantier pour récupérer des matériaux, etc.

 

Cela peut aussi être configuré dans le sens inverse (alerte lorsque l'engin reste à l'arrêt longtemps).

 

3. Il est possible de ne reporter qu’à heures fixes, par exemple aux heures d’embauche et de débauche des ouvriers. Dans ce cas, la position sera envoyée chaque jour à 8h du matin et à 17h.

 

4. Enfin la dernière possibilité est d’avoir la position uniquement à la demande. Dans ce cas, le terminal restera en veille quasi totale tout le temps et n’enverra sa localisation que si une demande lui est envoyée.

 

Si la fréquence de remontée des données joue un rôle important dans la consommation de la batterie, le choix du type de connectivité l’est tout autant.

 

B. Choisir un réseau IoT basse consommation

Pour l’extérieur, les réseaux cellulaires bas débit comme le LTE-M sont les moins consommateurs d’énergie. Ils sont adaptés aux utilisations classiques de l’asset tracking (une quantité faible de données, la position, à envoyer régulièrement).

 

Pour une utilisation intérieure, le protocole Zigbee permet de communiquer avec des objets connectés de façon bien moins énergivore que le Bluetooth.

 

Il convient très bien aux solutions d’asset tracking ou d’alarmes, alertes incendies, ampoules connectées, correspondant à de très faibles paquets de données sur un rayon limité (10 mètres environ).

 

Solutions d'asset tracking : comment se décider ?

Si les cas d’usage de services de géolocalisation sont divers, ils sont aussi en pleine expansion. Les solutions de connectivité vont principalement dépendre de l’espace de mobilité des objets à géolocaliser.

 

Plus l’espace est délimité (hôpital, usine), plus les solutions de proximité seront privilégiées (RFID, Bluetooth, Wifi).

 

Plus la mobilité est étendue (flotte de véhicules, engins de chantier, conteneur), plus le cellulaire (carte SIM M2M) va être à même de répondre à cet objectif, et même d’aller plus loin en pouvant supporter d’autres fonctions qui vont non seulement renseigner la localisation de l’objet mais aussi son intégrité.

 

Lorsque des produits frais sont transportés, il ne faut pas seulement savoir si la température est conforme au moment du contrôle mais durant tout le trajet précédant.

 

Les récentes évolutions technologiques (miniaturisation, optimisation énergétique), le développement des infrastructures réseaux (LPWA, cellulaire, satellite) et les accords internationaux entre opérateurs téléphoniques ont abaissé le coût des solutions de géolocalisation.

 

Leur rentabilité est d’autant plus croissante que les vols ont augmenté sur des secteurs jusque récemment peu concernés (chantiers, hôpitaux). Le recel est facilité par Internet et la libre circulation dans l’espace Schengen.

 

Au-delà de l’objectif de sécurisation du matériel, les entreprises qui savent exploiter intelligemment les données remontées par le service seront à même d’optimiser leurs process, leurs trajets et leurs coûts, et d'avoir une meilleure visibilité de leurs activités.