Proposition and validation of an original MAC layer with simultaneous medium accesses for low latency wireless control/command applications

Control/command processes require a transmission system with some characteristics like high reliability, low latency and strong guarantees on messages delivery. Concerning wire networks, field buses technologies like FIP offer this kind of service (periodic tasks, real time constraints...). Unfortunately, few wireless technologies can propose a communication system which respects such constraints. Indeed, wireless transmissions must deal with medium characteristics which make impossible the direct translation of mechanisms used with wire networks. The purpose of this paper is to present an original Medium Access Control (MAC) layer for a real time Low Power-Wireless Personal Area Network (LP-WPAN). The proposed MAC-layer has been validated by several complementary methods; in this paper, we focus on the specific Simultaneous Guaranteed Time Slot (SGTS) part

Beacon Synchronization for GTS Collision Avoidance in an IEEE 802.15.4 Meshed Network

International audienceIndustrial process control architectures are generally composed of nodes organized in a cluster-tree. Today, wired communications between nodes enable guaranteeing the constraint respect attached to determinism. Innovations in wireless technology allow using these new technologies instead of wired systems. IEEE 802.15.4 standard meet industrial local network needs, but it does not propose any mechanisms to avoid beacon and GTS (Guaranteed Time Slot ) collisions in meshed network. This communication proposes a new synchronization method for beacons and GTSs in meshed networks using IEEE 802.15.4

WiNo : une plateforme d'émulation et de prototypage rapide pour l'ingénierie des protocoles en réseaux de capteurs sans fil

International audienceL'ingénierie des protocoles implique souvent de nombreuses phases de tests pour valider un protocole nouvellement créé. Dans le domaine spécifique des réseaux de capteurs sans fil, la démocratisation récente du matériel a permis de nouveaux usages pour les concepteurs de protocoles. En effet, après les phases classiques de spécification et de simulation, il est désormais courant d'évaluer le protocole dans un contexte réel et concret, sur cible finale. Dans cette optique, des outils adaptés émergent, non seulement pour rendre cette tâche plus accessible, mais aussi pour en maîtriser le déploiement, afin de rendre les résultats plus exploitables. Dans cet article, après un bref tour d'horizon des solutions disponibles, la plateforme « WiNo » d'émulation et de prototypage rapide pour réseaux de capteurs est présentée, ainsi que plusieurs exemples représentatifs de résultats obtenus grâce à son usage

Développement et analyse multi outils d'un protocole MAC déterministe pour un réseau de capteurs sans fil

In this article, we present a multi-tool method for the development and the analysis of a new medium access method. IEEE 802.15.4 / ZigBee technology has been used as a basis for this new determinist MAC layer which enables a high level of QoS. This WPAN can be typically used for wireless sensor networks which require strong temporal constraints. To validate the proposed protocol, three complementary and adequate tools are used: Petri Nets for the formal validation of the algorithm, a dedicated simulator for the temporal aspects, and some measures on a real prototype based on a couple of ZigBee FREESCALE components for the hardware characterization of layers #1 and #2

Contribution au déploiement optimisé des réseaux de capteurs sans fil

National audienceLes réseaux de capteurs sans fil (RCSF) sont un domaine de recherche en évolution continue avec une multitude de contextes d'application. Le déploiement des noeuds capteurs est une phase décisive qui influe considérablement sur le fonctionnement et la performance du réseau. Dans ce papier, nous nous intéressons à étudier le positionnement et le placement des noeuds capteurs dans un RCSF. Nous présentons tout d'abord la problématique de déploiement et nous détaillons ensuite les travaux de recherche les plus récents qui concernent les méthodologies de résolution de cette problématique

The Deployment in the Wireless Sensor Networks: Methodologies, Recent Works and Applications

International audienceThe wireless sensor networks (WSN) is a research area in continuous evolution with a variety of application contexts. Wireless sensor networks pose many optimization problems, particularly because sensors have limited capacity in terms of energy, processing and memory. The deployment of sensor nodes is a critical phase that significantly affects the functioning and performance of the network. Often, the sensors constituting the network cannot be accurately positioned, and are scattered erratically. To compensate the randomness character of their placement, a large number of sensors is typically deployed, which also helps to increase the fault tolerance of the network. In this paper, we are interested in studying the positioning and placement of sensor nodes in a WSN. First, we introduce the problem of deployment and then we present the latest research works about the different proposed methods to solve this problem. Finally, we mention some similar issues related to the deployment and some of its interesting applications

Vers l'utilisation de Bluetooth pour la commande à distance de robots mobiles

International audienceThis paper proposes a solution to control some remote mobile manipulators using Bluetooth technology. Some Bluetooth specifications and performances are presented as well as experimental results. A remote mobile manipulator control case is theoretically studied including the stability analysis with time delay. Some simulations results prove the robustness of this control law versus time delay

A simple method for guaranteed deadline of periodic messages in 802.15.4 cluster cells for automation control applications

International audienceWe propose the implementation of a wireless sensor network applied to automation control applications, when the guarantee of a delay delivery for the complete reception of messages is necessary. The 802.15.4 wireless standard network offers possibilities of management of the bandwidth. This paper presents the method to guarantee the deadline transmission of periodic messages. For external messages (crossing the network from clusters to its destination), this average latency is used as a parameter of the routing protocol decision balance between energy saving and delay transmission. In this last case, a QoS method all over the network has to be installed to maintain a bounded end to end transmission delay. This work is still in progress. A specific Matlab simulator has been developed, principles of this routing method are mentioned at the end of this paper

Validation formelle d'un mécanisme de synchronisation pour réseaux sans fil

International audienceLe développement des réseaux et notamment les réseaux de capteurs incite les industries à considérer pour leurs systèmes de communication des alternatives amenant une réduction des coûts et de la complexité tout en garantissant la fiabilité. Ce papier décrit la validation formelle par réseaux de Petri temporels et model checking d'un nouveau protocole de synchronisation avec qualité de service pour réseau maillé de capteurs sans fil utilisant le standard de communication IEEE 802.15.4/ZigBee. L'utilisation des méthodes formelles dans le cadre des réseaux sans fil est assez récente et les résultats obtenus dans cet article prouvent que ces méthodes sont intéressantes dans ce contexte