La supervision environnementale implique la saisie de tout type de données contribuant à montrer comment le monde qui nous entoure se comporte, comment il affecte nos vies et comment il peut être contrôlé. Les données de supervision de l'environnement comprennent les données provenant de sources naturelles - par exemple les précipitations ou la composition du sol - et de processus humains ou industriels, par exemple les déchets humains ou les émissions des véhicules.
La supervision environnementale est une fonctionnalité qui relève d'un environnement intelligent, qui est une mise en œuvre spécifique de l'internet des objets (IdO) et vise à rendre la vie des gens plus sûre, plus confortable, plus respectueuse de l'environnement et plus productive. Une mise en œuvre de l'IdO est une mise en œuvre qui se concentre sur un domaine d'utilisation spécifique dans les mondes intelligents, par exemple les bâtiments intelligents, les villes intelligentes, le commerce de détail intelligent et l'industrie intelligente.
Dans le monde naturel, la supervision environnementale se concentre sur l'air, le sol et l'eau. Par exemple, dans la supervision de l'air, les réseaux de capteurs et les systèmes d'information géographique (SIG) supervisent la pollution, les données topographiques et météorologiques pour analyser les polluants atmosphériques. Dans le cadre de la supervision de l'eau, des échantillons d'eau sont analysés pour mesurer les données chimiques, radiologiques et biologiques par rapport aux données démographiques. Dans le cadre de la supervision des sols, les échantillons de sol sont supervisés pour détecter la salinité, la contamination et l'acidité afin d'analyser la qualité des sols agricoles et de prévoir les risques d'érosion, d'inondation et les menaces pesant sur la biodiversité de l'environnement.
Dans les foyers et les communautés urbaines, la supervision de l'environnement comprend d'autres types de suivi et d'analyse des données, par exemple les volumes de trafic, la démographie, la sécurité, la rareté des ressources, la santé des builds et des maisons, l'infrastructure de la ville et la sécurité alimentaire.
La supervision environnementale s'étend à la surveillance globale de l'environnement. Par exemple, la supervision des gaz à effet de serre (GES). Les GES sont à l'origine du changement climatique et contribuent aux conditions météorologiques extrêmes, aux perturbations de l'approvisionnement alimentaire et aux problèmes de santé causés par des niveaux élevés de smog et de pollution.
Le plus grand défi des environnements intelligents réside dans les quantités massives de données qui doivent être passées au crible, supervisées, analysées et utilisées de manière proactive pour créer des solutions aux défis quotidiens.
Les alertes personnalisées et la visualisation des données vous permettent d'identifier et de prévenir rapidement les problèmes de santé et de performance du réseau.
La surveillance de l'environnement peut se limiter à superviser la fonctionnalité des capteurs, par exemple en utilisant la CCTV pour surveiller le comportement des personnes. Mais pour être réellement utiles, les applications de supervision environnementale doivent être capables de comprendre les valeurs mesurées et de concevoir des solutions aux problèmes quotidiens. Les défis quotidiens comprennent les mauvaises récoltes dans l'agriculture, le changement climatique, les problèmes de santé liés à la pollution dans les villes et la faible productivité dans les usines à forte intensité de main-d'œuvre.
L'une des applications de la supervision environnementale est la qualité de l'air. Les poussières fines initiales ont généralement une origine naturelle. Les poussières fines secondaires sont créées par des réactions chimiques complexes à partir de substances gazeuses telles que les émissions des voitures, des systèmes de chauffage, des processus agricoles et des processus industriels. La supervision environnementale aide les scientifiques à comprendre la composition précise de la poussière dans des zones spécifiques, par exemple dans les zones urbaines par rapport aux zones industrielles, et au niveau mondial. La supervision environnementale des poussières peut aider les chercheurs dans le domaine de la santé à évaluer l'effet des polluants sur la santé. La supervision environnementale des poussières aide les urbanistes et l'industrie manufacturière à élaborer des réglementations sur les niveaux acceptables de poussières émises par les véhicules et les processus industriels.
Les données fournies par les "capteurs de feuilles humides" dans l'industrie agricole mesurent l'humidité des feuilles des cultures. Ces données sont analysées pour fournir des informations aux agriculteurs sur l'état actuel de leurs cultures et montrer des tendances sur plusieurs saisons, voire plusieurs années, concernant l'effet des conditions météorologiques sur la production.
Dans l'industrie minière, des échantillons d'eau sont analysés afin de formuler des plans de gestion de l'eau viables et de prévoir l'impact des opérations minières sur l'environnement.
Il existe deux grands types d'applications de supervision de l'environnement dans les environnements intelligents.
Tout d'abord, il existe des applications permettant de superviser et de contrôler les événements environnementaux et les processus industriels susceptibles d'avoir un impact négatif sur l'environnement, comme les catastrophes naturelles et les déchets toxiques issus des processus industriels. Ces applications mesurent également l'impact de l'activité humaine, comme la croissance démographique, sur l'environnement. Les applications de supervision et de contrôle analysent diverses données, par exemple les biologistes marins qui étudient l'effet des quotas de pêche sur les stocks de fruits de mer et l'impact des déchets plastiques sur la vie marine. Les psychologues de l'environnement analysent les données environnementales pour mesurer leur impact sur le bien-être et le comportement des personnes, par exemple leur motivation à recycler.
Deuxièmement, il existe des applications permettant d'améliorer le fonctionnement de certaines industries dans l'environnement au sens large. La supervision environnementale intelligente fournit des informations permettant de créer des lignes directrices durables pour la régulation des systèmes critiques tels que les réseaux d'énergie et de transport, les écosystèmes de sécurité alimentaire tels que l'agriculture et la biologie marine, et les processus de gestion de l'eau et des déchets. La supervision de l'environnement permet également de concevoir et de maintenir des maisons, des bâtiments et des villes connectés dans le respect de l'environnement.
Les notifications en temps réel permettent un dépannage plus rapide afin que vous puissiez agir avant que des problèmes plus graves ne surviennent.
Les environnements intelligents comportent des éléments physiques et des éléments non physiques. Les éléments physiques comprennent les dispositifs IoT qui peuvent se connecter à internet comme les wearables, les puces informatiques, les interfaces, les capteurs, les actionneurs, les robots et les ordinateurs. Les éléments non physiques qui sous-tendent les environnements intelligents comprennent les données, le code informatique, les modèles d'apprentissage automatique et les protocoles logiciels, les normes et les cadres théoriques.
Un appareil IdO est un appareil qui a la capacité de se connecter, sans fil ou par une connexion filaire, à l'internet. Dans les mondes intelligents, les dispositifs IdO sont généralement, mais pas toujours, sans fil. Un appareil IoT s'intègre à la technologie qui prend en charge les connexions réseau, aux logiciels fonctionnels comme les API, ainsi qu'aux capteurs et aux actionneurs. Les appareils IoT permettent le transfert automatique d'informations entre les objets, les personnes et les logiciels sans intervention humaine.
Dans les environnements intelligents, les données sont recueillies à partir de plusieurs sources, par exemple des applications logicielles, ainsi que des capteurs et des actionneurs.
Les capteurs de température, de proximité, de gaz, de fumée et de qualité de l'eau et de l'air fournissent les données d'entrée pour les applications de supervision de l'environnement. Un capteur est un dispositif physique - par exemple un détecteur de mouvement ou un interrupteur - qui convertit des événements ou des caractéristiques physiques. Un actionneur est un dispositif physique - par exemple un interrupteur ou une vanne - qui convertit des signaux électriques en événements physiques, par exemple la climatisation.
Dans les environnements intelligents, les données des capteurs sont téléchargées vers des bases de données Cloud et des lacs de données où elles sont supervisées et analysées et peuvent être utilisées pour développer des applications intelligentes et auto-apprenantes.
Les systèmes d'exploitation (OS) IoT sont intégrés dans la plupart des appareils IoT, ce qui leur permet de se connecter aux applications de gestion des appareils IoT. Parmi les exemples de systèmes d'exploitation IoT, on peut citer Nucleus RTOS, TinyOS et Amazon FreeRTOS .
Le WSN est une technologie souvent utilisée dans les systèmes IoT tels que les environnements intelligents. Dans un système WSN, une grande collection de capteurs, par exemple un réseau maillé, est utilisée pour recueillir et envoyer des données à travers un routeur vers l'internet dans un système IoT. Alors qu'un réseau IoT peut comprendre des dispositifs câblés, un WSN peut ne pas comprendre de dispositifs câblés.
Un exemple de WSN est un réseau de capteurs sans fil qui supervisent les précipitations dans une zone et qui peuvent être connectés ou non à un réseau d'environnement intelligent.
Les technologies utilisées dans les environnements intelligents sont transparentes, même pour les utilisateurs non techniques, et la CCTV joue un rôle important pour permettre cette transparence.
Des logiciels de vidéosurveillance spécialisés peuvent être ajoutés aux systèmes d'environnement intelligent pour fournir des fonctionnalités telles que la détection de mouvement, le suivi des visages et le stockage de données. La surveillance CCTV dans les environnements intelligents permet par exemple de superviser la sécurité dans les maisons, les bureaux et les usines. La CCTV peut fournir des preuves documentaires d'activités criminelles, mais elle est également utilisée pour étudier l'activité urbaine, par exemple le volume du trafic urbain et piétonnier. La compréhension des volumes de trafic aide les urbanistes à améliorer la conception des infrastructures urbaines.
Les avantages accumulés par les solutions construites sur les réseaux IoT comprennent des capacités de fonctionnement à distance des appareils connectés, comme les systèmes de communication par courant porteur et la sécurité CCTV.
Les environnements intelligents automatisent la collecte de données de terrain dans l'environnement naturel, comme la qualité de l'air, les précipitations, la consommation d'énergie et la gestion des déchets. Les mesures prises à partir de l'analyse des données de supervision de l'environnement peuvent réduire les GES et créer une planète plus saine.
Les environnements intelligents offrent aux organisations la possibilité de créer de nouveaux modèles commerciaux basés sur le big data et les informations prédictives pour protéger l'environnement, augmenter la production, améliorer la qualité de vie, permettre de prendre des décisions éclairées et promouvoir la sécurité sur le lieu de travail.
Les applications analytiques dans les environnements intelligents supervisent le trafic, la pollution, les déchets, la consommation d'eau et d'énergie, la criminalité et les infrastructures. Elles offrent des capacités supplémentaires pour convertir les données brutes en alertes automatisées, en informations et en actions, par exemple en coupant l'approvisionnement en eau lorsqu'une fuite est détectée.
La mesure de la qualité de l'air est obligatoire dans la plupart des villes et des industries pour se conformer aux réglementations environnementales.
Dans l'agriculture intelligente, les avantages de la surveillance de l'environnement comprennent la détection et l'éradication automatisées des parasites, l'amélioration de la qualité et du rendement des cultures, l'amélioration de la surveillance des cultures, du bétail, du climat et de l'état des sols, ainsi que la supervision des serres, de l'irrigation, de la fertilisation et du bétail.
La détection des fuites dans un environnement intelligent peut favoriser la conservation de l'eau.
Le paiement de l'enlèvement des déchets au-delà d'une certaine limite peut entraîner une réduction des déchets solides et promouvoir les pratiques de recyclage.
Superviser l'environnement a permis d'accroître la prise de conscience de l'impact de la vie humaine sur la planète et a débouché sur une campagne mondiale visant à réduire l'utilisation des plastiques, à diminuer les émissions de gaz à effet de serre et à promouvoir la sécurité alimentaire.
Les études accessibles au public indiquent que de nombreuses organisations ayant adopté l'ITO ont des difficultés à générer de la valeur à partir des données qu'elles extraient et à les utiliser pour améliorer les processus décisionnels de l'entreprise. L'incapacité à gérer et à superviser les systèmes IoT en raison de l'inexpérience et de l'absence de lignes directrices sur les meilleures pratiques est exacerbée dans les entreprises où les systèmes IoT manquent de maturité et où les employés n'ont pas d'expérience spécialisée dans l'IoT.
Le contrôle de la qualité peut être difficile dans certains domaines de l'IdO, par exemple dans le secteur manufacturier où les produits et services provenant de différents pays ont des normes différentes en matière de qualité, de sécurité et de conformité réglementaire.
Dans certains cas, et parce que l'IdO évolue très rapidement, les réglementations gouvernementales ne peuvent souvent pas suivre le rythme de l'état actuel de la technologie et il n'y a pas suffisamment de contrôles en place pour réglementer les normes environnementales telles que les émissions des véhicules. En outre, tous les pays ne sont pas d'accord sur les lois internationales qui tentent de réglementer les niveaux acceptables de pollution, et de superviser la durabilité des ressources rares.
Il n'existe pas de norme universelle pour les dispositifs IdO, par exemple ZigBee a été un défi pour les offres de réseaux maillés de Bluetooth. En l'absence de norme universelle, des problèmes de compatibilité et de sécurité peuvent se poser. En outre, certains systèmes IdO utilisent divers protocoles et technologies, ce qui crée des configurations excessivement complexes et difficiles à maintenir.
Les réseaux IdO reposent sur un paradigme client-serveur centralisé pour authentifier, autoriser et connecter différents nœuds. À mesure que le nombre de nœuds augmente, il existe un risque de goulot d'étranglement du côté du serveur. À l'avenir, la solution aux goulets d'étranglement pourrait consister à adopter des modèles d'informatique en brouillard, où les appareils IoT fonctionnent comme des hubs pour les opérations critiques et où les serveurs Cloud effectuent la manipulation des données et les tâches analytiques.
L'IdO utilise et génère des données structurées et non structurées. Les systèmes hérités sont incapables de traiter les données non structurées, de sorte que les systèmes IoT peuvent nécessiter des interfaces supplémentaires pour gérer ces données.
Les failles des algorithmes d'apprentissage machine (ML) peuvent créer des faux positifs ou des faux négatifs, ce qui entraîne un travail manuel supplémentaire dans les systèmes critiques.
PRTG est un logiciel de supervision Network très complet qui assure le suivi de l'ensemble de votre infrastructure IT.
Comprendre l'environnement et les données qu'il produit sans le superviser revient à utiliser un PC sans moniteur. En raison de la complexité des systèmes d'environnement intelligent, les organisations ont la redoutable tâche de superviser les bases de données, les applications, les performances, les services Cloud, le matériel et les services, ainsi que les technologies spécialisées des secteurs de niche.
La solution est une plate-forme qui offre des perspectives intelligentes dans tous les domaines d'un réseau smart world, ainsi que des notifications et des alertes automatisées. PRTG Monitor est une plate-forme qui offre des fonctionnalités de supervision plug-and-play pour n'importe quelle niche du smart world et n'importe quel type de technologie ou de matériel.
L'approche de PRTG en matière de supervision de l'environnement combine la surveillance conditionnelle et la surveillance contextuelle. La supervision conditionnelle consiste à superviser la fonctionnalité des capteurs (par exemple les capteurs CCTV), et la supervision contextuelle consiste à enregistrer et à comprendre les valeurs mesurées respectives.
