L'IoT, ou Internet des objets, englobe étonnamment un grand nombre de protocoles différents.

Les protocoles IoT désignent les protocoles utilisés pour la communication et le transfert de données entre les dispositifs au sein d'un environnement IoT. Selon leurs fonctions, on distingue les protocoles de transport, de communication et les protocoles spécifiques à un secteur d'activité.

Protocoles de transport : Ils assurent la mise en réseau et la communication entre les appareils d’un même sous-réseau. Par exemple : Wi-Fi, Ethernet, NFC, Zigbee, Bluetooth, GPRS, 3G/4G/5G, etc. Ces protocoles garantissent la sécurité et la fiabilité des données transmises sur le réseau.

Protocoles de communication : Il s’agit principalement de protocoles de communication entre appareils qui fonctionnent en complément du protocole TCP/IP Internet traditionnel et qui assurent l’échange de données et la communication entre les appareils. On peut citer comme exemples MQTT, CoAP et HTTP.

Protocoles industriels : Il s’agit de protocoles standardisés et unifiés au sein d’un même secteur d’activité. Par exemple, le protocole de communication véhiculaire JT/T808, le protocole vidéo GB/T 28181, etc.

1. Protocole de transmission : Modbus, OPC-UA, OPC-DA, LoRa, ZigBee

Comparaison des protocoles Bluetooth, WiFi et ZigBee

Actuellement, le Wi-Fi se distingue par sa large diffusion, étant déjà présent dans d'innombrables foyers. Le ZigBee, quant à lui, séduit par sa faible consommation d'énergie et ses capacités de réseau maillé. La technologie de communication sans fil UWB (Ultra-Wide Band) sans porteuse offre un débit de transmission élevé. Le Bluetooth, enfin, est avantageux par sa simplicité de mise en réseau. Cependant, ces trois technologies présentent chacune leurs limites, et aucune ne peut à elle seule répondre pleinement aux besoins des maisons connectées.

L'émergence de la technologie Bluetooth a rendu possible la communication sans fil à courte portée. Cependant, son protocole complexe, sa consommation énergétique élevée et son coût important la rendent peu adaptée aux applications de contrôle industriel et aux réseaux domestiques qui privilégient les solutions économiques et économes en énergie. Le principal obstacle du Bluetooth réside dans sa portée de transmission limitée, généralement d'une dizaine de mètres. Sa faible résistance aux interférences et les problèmes de sécurité des informations qu'elle soulève freinent également son développement et son application à grande échelle.

Le Wi-Fi est une technologie de transmission sans fil à courte portée qui permet un accès permanent aux signaux sans fil et une grande mobilité, ce qui le rend particulièrement adapté aux bureaux et aux domiciles. Cependant, le Wi-Fi présente aussi un défaut majeur : utilisant la technologie des radiofréquences pour envoyer et recevoir des données, il est relativement vulnérable aux interférences extérieures.

ZigBee, en revanche, est une technologie de communication sans fil reconnue internationalement. Chaque port réseau peut gérer plus de 65 000 connexions, ce qui la rend adaptée à une utilisation domestique, industrielle, agricole et dans d'autres secteurs. À titre de comparaison, les réseaux Bluetooth et Wi-Fi ne peuvent prendre en charge que 10 connexions au maximum, ce qui est manifestement insuffisant pour les besoins des familles. ZigBee présente également l'avantage d'une faible consommation d'énergie et d'un coût réduit.

2. Protocoles de communication : MQTT, HTTPS, CoAP, TCP, UDP

Comparaison des protocoles MQTT et CoAP : MQTT est un protocole de communication de type « plusieurs à plusieurs » utilisé pour transférer des messages entre différents clients via un agent intermédiaire, découplant ainsi les producteurs et les consommateurs. Il permet aux clients de publier des messages tandis que l’agent gère leur routage et leur copie. Bien que MQTT prenne en charge un certain niveau de persistance, il est principalement conçu pour la communication de données en temps réel.

CoAP est principalement un protocole point à point, utilisé pour le transfert d'informations d'état entre clients et serveurs. Bien qu'il prenne en charge l'observation des ressources, CoAP est plus adapté à un modèle de transfert d'état qu'à un modèle entièrement basé sur les événements.

Les clients MQTT établissent une connexion TCP longue durée, ce qui ne pose généralement aucun problème. Les clients et serveurs CoAP envoient et reçoivent des paquets UDP. Dans les environnements NAT, le tunnelage ou la redirection de ports peuvent être utilisés pour autoriser CoAP ; de même, certains périphériques, comme LWM2M, peuvent initier une connexion frontale.

MQTT ne prend pas en charge l'étiquetage des types de messages ni d'autres métadonnées facilitant leur compréhension par les clients. Les messages MQTT peuvent être utilisés à diverses fins, mais tous les clients doivent connaître le format des données en amont pour permettre la communication. CoAP, en revanche, offre une prise en charge intégrée de la négociation et de la découverte de contenu, permettant aux appareils de s'interroger mutuellement afin de trouver des moyens d'échanger des données.

3. Protocole de l'industrie