Étude des couches MAC dédiées à l'UWB

National audienceLa norme IEEE 802.15.4a UWB offre un moyen de communication adapté aux environnements où la localisation de noeuds mobiles par mesure de temps de vol est nécessaire, en particulier pour ses capacités à obtenir une grande précision de mesure de distance entre deux noeuds communicants. La couche physique basée sur l'hyper étalement de spectre présente des caractéristiques originales qu'il est nécessaire de prendre en compte pour proposer une couche d'accès au médium la plus adaptée possible aux échanges de trames dévolus à la mesure du temps de vol (ToF) entre les noeuds du réseau. Cet article présente cette étude bibliographique des couches bases de UWB, première étape dans ce travail de thèse

Utilisation de l'échantillonnage compressif pour la détection des véhicules par un réseau de capteurs sans fil

Une nouvelle technique pour étudier le trafic routier, est la détection des véhicules par un réseau de capteurs sans fil installés dans la chaussée. Cette technologie se distingue de la plupart des systèmes classiques de détection de véhicules par son faible coût, son niveau élevé de flexibilité dans la configuration, sa multifonctionnalité par l'ajout d'autres modalités de détection et sa capacité à transmettre les informations via un réseau sans fil. Cependant, quand un capteur sans fil effectue l'acquisition du signal de champ magnétique terrestre dans l'optique de détecter le passage des véhicules, il l'échantillonne à une certaine fréquence, afin de ne pas rater le passage d'un véhicule. Lorsque la séquence de mesure dure plusieurs heures et qu'on a des dizaines ou des centaines de capteurs sans fil installés dans la chaussée, on se retrouve rapidement avec des données à stocker et à traiter qui peuvent être de taille importante. En outre, les communications sans fil de ces données sont très coûteuses en énergie et réduisent ainsi la durée de vie du capteur sans fil qui dispose des ressources limitées en énergie. Le compressive sensing (échantillonnage compressif), nouvelle méthode d'échantillonnage des signaux, tente justement de donner des solutions à ces problèmes, en réduisant significativement le nombre de mesures nécessaires et en utilisant par la suite des algorithmes d'optimisation convexe pour reconstruire tout le signal sans trop de perte perceptuel [i.e. perceptuelle]. À travers des simulations effectuées sur des signaux enregistrés par les capteurs sans fil de la compagnie allemande Coalesenses , nous montrons dans ce projet de recherche que l'échantillonnage compressif peut contribuer à maximiser considérablement la durée de vie d'un réseau de capteurs sans fil

Notre environnement devient intelligent

Les capteurs sans fil s’organisent automatiquement en réseaux pour enregistrer les données de notre environnement physique et transmettre les informations. C’est la théorie, mais la réalité pratique n’est pas si simple. L’article décrit un réseau de capteurs sans fil installé à l’EPFL

Étude et conception d'un relais pour les réseaux de capteurs avec la radio logicielle

Notre étude s'inscrit dans le cadre du projet de Sécurinet qui a, comme objectif fondamental, le développement de stations de bases multi-normes, multi-services, tout en étant flexibles et capables de supporter plusieurs technologies. Le projet, vise à faire bénéficier les zones éloignées d'une couverture radio qui seront assurées par ces stations. Il s'agit, dans le cadre de ce travail de maîtrise, de mettre en œuvre une interface qui capture le trafic du réseau de senseurs et le relie à un réseau de stations de bases à l'aide de la radio logicielle. Cette interface doit supporter la flexibilité de la configuration offerte par la solution radio logicielle afin d'établir une connexion entre deux types de réseaux hétérogènes. Selon notre appréciation de l'état de l'art, on a remarqué que les réseaux de senseurs WSN (Wireless Sensors Networks) sont actuellement en pleine expansion et possèdent de nombreuses applications permettent de surveiller divers environnements comme les forêts, les bâtiments, etc. Dans ce contexte, les standards IEEE 802.15.4 et ZigBee ont été introduits car ce type de réseaux présente le besoin en commun d'utiliser des nœuds composés à faible consommation, faible débit et à faible coût. Pour supporter les applications de surveillance des sites situés dans les zones éloignées. Pour répondre à la problématique, un ensemble de tests et d'expérimentations ont eu lieu dans un laboratoire qui contient les solutions matérielles et logicielles requises pour répondre aux objectifs. Pendant les travaux pratiques, on a focalisé beaucoup sur la couche physique car c'est là où on rencontre beaucoup de difficultés pour réussir la communication du signal entre le senseur ZigBee et la station de base USRP. Cette dernière relie tout le trafic au coordinateur qui s'occupe du traitement de l'information du signal reçu. La dernière tâche à faire était de mesurer le temps que prend le traitement de signal pendant un relais au niveau de l'USRP, pour évaluer le temps de la transmission du signal. Our study is part of a major project, named Sécurinet, which aims to develop small and multi-services base stations while maintaining , flexibility and capacity to support multiple technologies. Under the objectives of the major project, remote areas could experience good communication with radio coverage provided by these specialized base-stations. This work had for specifie objective to implement an interface that would captures network traffic sens ors and connect them to a network of software controlled base stations. This interface must support the configuration flexibility offered by the software radio solution to establish a connection between the two types of heterogeneous networks. In our appraisal of the state of the art for that kind of technology, was observed that sensor networks WSN are currently expanding and have many applications to monitor various environment such as forests and buildings, etc. In this context, the standard 802.15.4 1 ZigBee was-Introduced because this type of networks has in common the need to use compound no des having simultaneously low consumption, low bandwidth and low cost use. To address this problem, a set of tests and experiments were conducted in a laboratory that contains the hardware and software solutions required to meet these objectives. During our practical work, the attention has been mostly focused on the physical layer since the major difficulties were there to achieve successful communication signal between the sensor and ZigBee base station USRP. This connect all traffic to the coordinator in charge of information processing of the received signal. The last task to accomplish was to measure the signal processing time taking by the relay at the USRP and to estimate the time required for the signal transmission

ADVICE, Allocation Dynamique des Voies de Circulation : Analyse système et choix technologique, livrable final de la Tache 2

Lutter efficacement contre la congestion routière, améliorer durablement la sécurité des automobilistes sont deux des objectifs majeurs des gestionnaires d'infrastructures routières. En milieu urbain, la congestion du trafic a un impact direct sur la qualité des transports collectifs (TC) de surface. Au-delà de leur extension, l'optimisation des infrastructures existantes et le déploiement de Systèmes de Transport Intelligent (STI), qui rendent possible la gestion dynamique du trafic, sont une solution. Le projet ADViCe, issu d'un travail collaboratif d'un Think Tank du LUTB « Systèmes de transport », propose d'évaluer la pertinence de la mise en place d'une stratégie d'allocation dynamique des voies de circulation. L'objectif étant d'améliorer l'efficacité des transports prioritaires (bus, pompiers, etc.) sans limiter sensiblement l'espace disponible pour les autres véhicules. Les objectifs du projet Advices sont : " Définir une méthodologie pour la mise en place d'une solution innovante de gestion du trafic " Développer les technologies adaptées et les mettre en oeuvre " Expérimenter les stratégies ADViCe " Evaluer et optimiser les scénarios de régulation Ce livrable représente le livrable final de la tache 2. Dans ce rapport nous identifierons les fonctions nécessaires à la gestion du trafic et nous décrirons les technologies permettant de les réaliser

Système d'information pair-à-pair pour les réseaux de capteurs larges échelles

L'évolution de l'informatique a été marquée par des étapes dans la miniaturisation. Dernièrement, sont apparus d'infimes systèmes micro-électro-mécaniques notamment les réseaux de capteurs sans fil (WSN). La spontanéité, l'adaptabilité du réseau et la dynamicité de la topologie dans le déploiement des WSN soulèvent de nombreuses questions ouvertes. De plus, compte tenu du nombre potentiellement important de capteurs participants et de leurs ressources réduites, il apparaît indispensable de développer des solutions entièrement décentralisées, répartissant la charge entre les participants et permettant de passer à l'échelle. De nombreux procédés des systèmes distribués, et plus particulièrement ceux issus du paradigme pair-à-pair (P2P), nous apparaissent comme adaptables aux réseaux de capteurs sans fil

Contrôle du trafic routier urbain par un réseau fixe de capteurs sans fil

Le trafic routier urbain est au cœur de nombreuses problématiques : plus encore ces dernières années, cet aspect critique intervenant au quotidien est défavorable à de nombreux domaines, tels que l'économie ou encore l'écologie. Pour ces raisons, les systèmes de transport intelligents (STI) sont apparus depuis la fin des années 1990, permettant d'optimiser au mieux les dépenses et l'expérience de l'utilisateur sur des réseaux souvent complexes. Dans cet article, après avoir étudié les horizons de tels systèmes, nous concentrerons une grosse partie de notre état de l'art sur une technologie dynamique et utilisée notamment dans les systèmes distribués : les réseaux fixes de capteurs sans fil. Nous verrons alors que ces dispositifs peuvent se révéler souples dans le cadre des STI, et participer à faible coût à l'obtention de résultats intéressants

Architecture de communication pour les réseaux d’instrumentation sans fil

Aujourd'hui les réseaux de capteurs sont devenus des systèmes pouvant atteindre un très grand nombre de noeuds, avec une zone de couverture déterminée et déployés d'une manière plus ou moins dense dans un environnement hétérogène dont on mesure ainsi son état global. La problématique de cette thèse consiste à concevoir une architecture pour les objets communicants à faible consommation en utilisant des antennes « intelligentes » pour l'instrumentation et la mesure. Intégrant une approche pluridisciplinaire, cette architecture couvre les services offerts depuis les couches MAC jusqu'à celles de plus haut niveau. Basés sur une partie matérielle complètement reconfigurable (amplificateur de puissance et antennes à base de MEMS RF), les services des couches supérieures sont définis en partie sur circuits numériques pour la couche physique (bande de base) et la couche MAC, et de manière logicielle pour les protocoles de routages adaptés et les services innovants. En résumé, le travail consiste à concevoir un système autonome multi capteurs, d'acquisition et de traitement avec mémorisation, communicant à travers un réseau sans fil. Les principaux problèmes à résoudre seront : le contrôle de la topologie, la précision de la synchronisation, la consommation d'énergie. ABSTRACT : Researches in the field of sensor networks show the variety and vastness of applications in which these types of systems are used. One of their main features is the large number (up to hundreds of elements) of sensors that must be distributed in different environments. Another concern consists in making routing decisions in order to reduce the energy consumption. Depending on the application requirements, ensuring synchronous network functionality is currently a challenge. The issue addressed in this thesis is to develop an architecture for smart objects using low-power antennas for structural heald monitoring. Integrating a multidisciplinary approach, this architecture includes services from the MAC layer to those of the highest level. In summary, we will develop an autonomous system ofi sensors, for acquisition and information processing, which communicate via a wireless network. The main problems are: the control of topology, the timing accuracy and the energy consumption

Le « Machine to Machine » : Innovations Technologiques et Nouvelles Perspectives Business

Projecte realitzat en col.laboració amb IBM FrançaLes services de conseil se caractérisent par un besoin permanent de repositionner leurs offres par rapport aux tendances du marché à l’émergence de nouvelles technologies. Ainsi, la mission principale de mon stage a été l'assistance au développement d'offres de services de conseil autour d'un nouvel domaine technologique : le « Machine to Machine » (M2M). Très brièvement – car la présentation détaillée de ces technologies sera objet du chapitre 3.2 – le M2M est l’association d’objets communicants qui interagissent avec un serveur centrale sans intervention humaine

Analyse environnementale et éco-conception de services informationnels

L'essor des services et des technologies de l'information et de la communication (TIC) est généralement considéré comme le marqueur d'une dématérialisation de l'économie phénomène grandement attendu dans le cadre des discussions sur le développement durable. Nous nous plaçons dans le débat autour de cette hypothèse en questionnant la matérialité des TIC et des services à travers le cas des services informationnels activités de génération d'information répondant à un besoin décisionnel. Nous examinons plus en détail les services d'optimisation basés sur les réseaux de capteurs services offerts à l'aide d'informations collectées par des capteurs intégrés dans un réseau sans fil, permettant de surveiller un processus dans le but de l'optimiser, et par là-même de diminuer ses impacts. Nous proposons ainsi une méthode intégrée d'analyse environnementale et d'éco-conception des services d'optimisation basés sur les réseaux de capteurs. Celle-ci permet de déterminer la pertinence environnementale d'un service, c'est-à-dire sa capacité à générer moins d'impacts qu'il n'en évite, mais également de le concevoir avec cette pertinence en vue. Notre apport scientifique réside dans la proposition d'un modèle d'impact pour les services informationnels et d'un modèle de cycle de vie des réseaux de capteurs, ainsi que dans le développement d'un outil d'analyse basé sur la simulation réseau. L'application de la méthode proposée au cas d'un service d'optimisation de la collecte de déchets nous permet de conclure que, si des marges de manœuvres importantes sont identifiables, la pertinence environnementale de ces services ne doit pas être considérée comme acquise, tout comme le potentiel de dématérialisation des TIC et des services.The increasing share of economic value created by information and communication technology (ICT) and by services is generally seen as a sign of dematerialization of the economy a step towards sustainability. This thesis is a contribution to the ongoing debate about this hypothesis. It examines the impacts of ICT and services, particularly those of information services activities which consist of generating information required in decision-making processes. It focuses specifically on optimization services that use wireless sensor networks (WSN): services aiming at optimizing a process (thus diminishing its environmental impact) and based on information generated by a WSN. We present an integrated method that helps to analyze the impacts and ecodesigning optimization services that use WSN. This method allows for determining the environmental relevance of a service, i.e. whether it generates a smaller impact than it is helps to avoid, and for designing the service with this relevance in mind. Our scientific contribution is to formalize an environmental impact model for information services and a life cycle model for WSN, so as to develop an assessment tool based on network simulation. An integral part of this method is the development of an environmental impact model for information services as well as a life cycle model for WSN, which constitute our main scientific contribution. We implemented these by means of an assessment tool based on network simulation. The application of the proposed method to a case of an optimization service for waste collection allowed us to conclude that there is significant room for ecodesign. However, the environmental relevance of those services should not been taken for granted, nor should the dematerialization potential of ICT and services.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF