Plateforme d’objets connectés évolutive pour l’automatisation et la robotisation

Lavoie-Robert, Félix (2023). Plateforme d’objets connectés évolutive pour l’automatisation et la robotisation. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Un besoin critique de main-d’œuvre en Amérique du Nord crée une forte demande en automatisation de procédé. Certaines tâches demandent des prises de décisions et seront très difficiles à automatiser conventionnellement, donc des robots autonomes sont donc proposés comme solutions à ces problèmes. À partir de cette proposition, on suggère une solution de gestion de communication entre un robot autonome et son environnement basé sur les principes de l’internet des objets.

Dans ce mémoire, nous proposons l'utilisation de différentes plateformes de développement, ROS et Node-Red, combinées à l'utilisation de protocoles de communication tels que MQTT et de réseaux de terrain (Fieldbus) pour servir d'infrastructure de communication. Cette passerelle a été conçue avec l’idée d’être utilisable dans une variété de contextes, autant avec des systèmes industriels conventionnels qu’avec des technologies de dernier cri.

Afin de tester cette passerelle de communication, un protocole expérimental a été mené afin d’y obtenir le débit et la latence du système. Enfin, ces résultats ont été analysés avec une méthode statistique non paramétrique. La conclusion de cette expérience est que le système est en mesure de communiquer en temps réel efficacement.

Globalement, une passerelle de communication utilisant les principes de l’internet des objets a été développée afin d’être utilisée par des robots autonomes. Celle-ci devra toutefois être mise à jour dans un futur rapproché en raison de la fin du support à long terme de ROS.

Titre traduit

Evolving platform of connected objects for automation and robotization

Résumé traduit

A critical labor shortage in North America is creating a strong demand for process automation. Some tasks require decision-making and will be very difficult to automate conventionally, so autonomous robots are proposed as a solution to these problems. Based on this proposal, a solution for managing communication between an autonomous robot and its environment based on the internet of things is suggested.

In this thesis, the use of different development platforms, ROS and Node-Red, combined with the use of communication protocols, MQTT and fieldbus networks, is proposed to serve as a communication infrastructure. This gateway was designed with the idea of being usable in a variety of contexts, both with conventional industrial systems and with cutting-edge technologies.

To test this communication gateway, an experimental protocol was established and followed to obtain the system's throughput and latency. Finally, these results were analyzed using a nonparametric statistical method. The conclusion of this experiment is that the system can communicate efficiently in real-time.

Overall, a communication gateway using the principles of the Internet of Things has been created to be used by autonomous robots. However, it will need to be updated in the near future due to the end of long-term support for ROS.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie de la production automatisée". Comprend des références bibliographiques (pages 65-69).
Mots-clés libres:	IoT, gateway, ROS, MQTT, node-red
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Wong, Tony
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de la production automatisée
Date de dépôt:	20 sept. 2023 14:04
Dernière modification:	20 sept. 2023 14:04
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3277

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