Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article s’attache à décrire les réseaux de capteurs sans fil. Ces réseaux peuvent être utilisés dans de très nombreuses applications avec des attentes différentes. Quelques-uns des principaux défis les concernant sont étudiés ici, ainsi que la façon dont la recherche y répond. En effet, pour chaque défi, il existe plusieurs réponses et ces solutions sont plus ou moins performantes suivant l'environnement dans lequel les capteurs sont déployés.
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Nathalie MITTON : Chargée de recherche, responsable scientifique équipe FUN - Institut national de recherche en informatique et automatique, Lille
INTRODUCTION
Les réseaux de capteurs sans fil envahissent progressivement notre quotidien nous proposant de nouveaux services chaque jour. On les trouve dans des applications qui nous touchent de plus en plus. Tout d'abord utilisés dans la surveillance de l'environnement et des animaux, ils ont ensuite apporté leur support dans les activités de secourisme. Maintenant, ils font leur apparition dans des applications encore plus proches de nous pour améliorer notre confort.
Mais que sont-ils exactement ? Et à quoi peuvent-ils servir ? C'est ce que nous allons voir au travers de cet article. Nous verrons également quels sont les défis technologiques qu'ils invitent à relever et comment les chercheurs y répondent. Nous verrons comment ils font pour se découvrir les uns les autres, comment ils font pour communiquer et acheminer des informations de façon simple alors qu'ils sont limités en capacité de calcul, en espace mémoire et qu'ils reposent sur des batteries. Nous verrons que malgré la résolution de nombreux défis, beaucoup restent à relever.
Nous verrons enfin que les avancées de la science permettent maintenant de transformer ces petits capteurs en petits robots, c'est-à-dire que leur mobilité peut être contrôlée. Cela ouvre la voie à des applications encore plus nombreuses comme, par exemple, l'exploration de zones dangereuses telles le site d'une centrale nucléaire après une fissure dans un réacteur. Mais c'est sans compter sur les nouvelles difficultés et les défis toujours plus nombreux et plus intéressants à relever.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de juil. 2019 par Nathalie MITTON
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Routage géographique3. Découvrir le réseau
La découverte de voisinage est un mécanisme qui permet à chaque capteur d'établir la liste des autres capteurs à portée radio (ses voisins). Cette étape est très importante dans la vie d'un réseau puisque tous les algorithmes de niveau supérieur (routage, ordonnancement, etc.) reposent sur les tables de voisinage construites par ces algorithmes.
La découverte de voisinage se fait traditionnellement au travers de l'envoi périodique d'un message « HELLO ». Sur réception d'un tel message envoyé par le capteur v, le capteur u apprend l'existence de v en tant que son voisin et l'inscrit dans sa table de voisinage, ou met à jour l'entrée correspondante si v y apparaît déjà. Lorsqu'aucun message de v n'est reçu par u au bout d'un certain temps (généralement égal à 3 fois la période d'envoi des messages « HELLO »), u efface v de la liste de ses voisins. C'est ce protocole simple qui est généralement implémenté aujourd'hui avec une période transmission égale à 2 s et donc une période de rafraichissement égale à 6 s. En général, la table de voisinage est cependant limitée à 10 entrées pour des raisons d'occupation mémoire mais à l'heure actuelle les réseaux déployés étant peu denses, cette limite est amplement suffisante. En cas de densité plus forte, un filtrage est effectué pour maintenir seulement les voisins dont le signal radio est le plus puissant.
Ce protocole est simple et efficace. Il est très adapté à des situations où les capteurs sont statiques ou bougent peu. Cependant, lorsque le réseau est plus dynamique, les verrous consistent en l'adaptation des fréquences d'envoi et de rafraîchissement de la table afin d'avoir des tables à jour même en cas de mobilité des capteurs sans saturation des ressources. Les fréquences d'envoi de ces messages et celle de rafraîchissement de la table de voisinage doivent s'adapter à leur environnement car envoyer trop de messages pourrait saturer inutilement la bande passante et consommer inutilement de l'énergie alors qu'en envoyer trop peu ne permettrait pas de détecter tous les voisins. De la même façon, effacer trop vite des entrées de la table de voisinage pourrait effacer des liens toujours existants et ne pas rafraîchir assez souvent conduirait à des tables obsolètes dans lesquelles figureraient encore des voisins hors de portée.
Dans cette section, nous allons voir ensemble...
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Découvrir le réseau
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Harvard Sensor Network Lab – Volcano Monitoring - http://fiji.eecs.harvard.edu/Volcano (page consultée le 12 janvier 2012).
-
(2) - Industrial Wireless Sensor Networks : Applications, Protocols, Standards, and Products - CRC Press to be published in (2012).
-
(3) - XU (N.) - A Survey of Sensor Network Applications - IEEE Communications Magazine (2002).
-
(4) - SIMPLOT-RYL (D.), HERMES – LAVOISIER - * - Réseaux de capteurs – Théorie et modélisation Eric Fleury.
-
(5) - INGELREST (F.), MITTON (N.), SIMPLOT-RYL (D.) - * - . – A turnover based adaptive HELLO protocol for mobile ad hoc and sensor networks in Proceedings of the IEEE International Symposium on Modeling, Analysis, and Simulation of Computer and Telecommunication Systems (MASCOTS) (2007).
-
(6) - TROEL (A.) - « Prise en compte...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
OSI : http://www.frameip.com/osi/
BlueTooth ou IEEE 802.15.1 : http://www.ieee802.org/15/pub/TG1.html
ZigBee : http://www.zigbee.org/
IEEE 802.15.4 : http://www.ieee802.org/15/pub/TG4.html
IEEE 802.11 : http://grouper.ieee.org/groups/802/11/
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