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Introduction au réseaux de capteurs sans fil Institut supérieur des études technologiques de sfax [email protected] [email protected] 1
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Introduction au réseaux de
capteurs sans fil
Institut supérieur des études technologiques de [email protected]
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Plan
• Les systèmes embarqués
• Les réseaux de capteurs
• La plateforme Telosb
• Programmation des nœuds capteurs
– Le langage NesC
– TinyOS
– Quelques applications
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Les systèmes embarqués
• Un système embarqué est un système électronique et informatique autonome, qui est dédié à une tâche bien précise. • Ses ressources disponibles sont généralement
limitées.
• Cette limitation est généralement d'ordre spatial (taille limitée) et énergétique (consommation restreinte).
• Un système embarqué intègre du logiciel et du matériel qui sont conçus conjointement pour fournir des fonctionnalités qui sont souvent critiques.
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Exemples de systèmes embarqués
Disappearing computersSystèmes ambiants
Les réseaux de capteurs sans fil (RCSF)
• Un réseau de capteurs sans fil est un réseau ad hoc avec un grand nombre de nœuds qui sont des micro-capteurs capables de récolter et de transmettre des données environnementales d'une manière autonome.
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RCSF: architecture
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RCSF
Surveillance de
l’environnement
Cheminement de
capitaux
Automotive
Scénarios
militaires
télémédecine Applications à
domicile
Industrie
Services de
télécommunicat-ion
à valeur ajoutée
Calcul/
transmission
ubiquitaire 7
Domaines d'applications de RCSF
Domaines d'applications de RCSF
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Domaines d'applications de RCSF
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Smart Parking Sensor Platform enables city motorists
save time and fuel
http://www.libelium.com/smart_parking/
Anatomie d’un nœud capteur
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Caractéristiques TelosB
• Processeur:– MSP430 microcontroller
– 8 Mhz
– 10k RAM,
– 48k Flash (ROM)
• Sensors:– Lumière
– Température
– Humidité
• Transmission:– Norme de transmission: IEEE 802.15.4 (ZigbBee)
– Débit: 250 Kbps (Bande 2.4-2.4835GhZ)
– Antenne intégrée
• Portée: – Real-Test: 30 m (indoor: 1 obstacle), 80 m (outdoor)
– From datasheet: 50 m (indoor), 125 m (outdoor)
• OS:– TinyOS
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Caractéristiques des RCSF
• Un grand nombre de nœuds– Scalabilité (zigbee � 65 000 sensors)
• Accès sans fil– Les interférences sont inévitables (Liens radios perturbés dans
un hôpital)
• Ressources limitées– Calcul (4MHz),
– énergie (Piles AAA),
– mémoire(512-1MB)
• Gestion d’énergie– Alimentation par batterie
– Personne n’ira changer les batteries
– durée de vie d’un nœud = durée de vie de son batterie
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Challenges
• Réduire la consommation d’énergie– Calcul, stockage, communication
• Adapté les mécanisme de sécurité au caractéristiques de WSN– Absence d’un tiers de confiance
– Stockage des clès
– Puissance de calcul très limitée
• Assurer la fiabilité et la disponibilité du réseau WSN– Intervention difficile une fois le réseau est déployé
• Gestion de réseau– Calcul distribué , agrégation,
– Routage, Auto-ganisation, localisation
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Systèmes d’exploiatation
• TinyOS
• Contiki
• Mantis
• SOS
• FreeRTOS
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TinyOS
• Utilise le langage NesC
– Network embedded system C
– Version modifié de C
• Est-ce qu’on est besoin d’installer un OS dans
le nœuds capteurs:
– Oui:
• Une seule application
– Non:
• Gestion des applications parallèles
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Références
• http://tice.utc.fr/moodle/course/view.php?name=SIT60
• http://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_embarqu%C3%A9
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