Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les réseaux de capteurs existent dans de plus en plus d'applications. Ils sont par exemple présents dans les dispositifs qui permettent d'aider les militaires et les équipes de sauvetage en environnement hostile, dans les systèmes de protection de l'environnement, ou même à domicile... Les domaines d'utilisation sont multiples et de nature très variée. Pour utiliser au mieux ces réseaux de capteurs, il est nécessaire d'en comprendre le fonctionnement, c'est à dire l'organisation des communications qui permettent de former dynamiquement une communauté capable de délivrer l'information aux différents collecteurs. Cet article réalise un état des lieux de ces technologies, de la conception aux protocoles de communication.
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Sensor networks exist in an increasing number of applications. They are for instance present in devices that enable the military to help and rescue teams in a hostile environment, in systems of environmental protection, or even at home ... There exist multiple and varied domains of use. In order to use these sensor networks in the best way, it is necessary to understand their functioning, i.e. the organization of communications that allow for the dynamic elaboration of a community capable of delivering information to various collectors. This article presents these technologies, from design to communication protocols.
Auteur(s)
-
Khaldoun AL AGHA : Ingénieur Supelec, PhD, HDR - Professeur à l'université de Paris-Sud XI
INTRODUCTION
Dans le monde industriel, un capteur est un appareil qui permet de traduire une grandeur physique en une grandeur électrique, qui après numérisation pourra être mémorisée, traitée, transmise pour être exploitée avec d'autres informations. On pourra ainsi réaliser des opérations globales, comme éviter une catastrophe, anticiper un problème ou encore optimiser une opération complexe.
Avant la révolution des télécommunications et le développement des technologies sans fil, l'acheminement de l'information relevée par un capteur se faisait par un système de câblage coûteux, encombrant et nécessitant la mobilisation d'efforts humains relativement importants. Le spectre d'utilisation des capteurs restait très limité. Pour justifier le déploiement d'un réseau de capteurs, il fallait un très grand enjeu sécuritaire ou des perspectives de profits économiques importants.
À présent, les capteurs de nouvelles générations se sont dotés de circuits « radio » leur permettant de transmettre et de recevoir de l'information. De plus, ils disposent de capacité de mémorisation et d'une puissance de calcul permettant de réaliser le routage et l'acheminement des paquets d'informations. Ainsi, des réseaux de capteurs peuvent se former. Ils peuvent s'auto-configurer, se découvrir de manière autonome et relayer à bon port l'information mesurée. En conséquence, un grand nombre d'applications ont pu se développer en tirant profit de ce nouvel environnement de capteurs.
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Évolution des réseaux de capteurs
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5. Routage dynamique
Le routage dynamique consiste à trouver des routes entre deux nœuds du réseau et à être capable de modifier cette route pour répondre à la dynamique du réseau de manière à ce que l'information soit toujours correctement aiguillée pour arriver à bon port.
Dans le domaine des réseaux ad hoc, ce routage s'est largement développé et a donné naissance à des protocoles robustes et performants. Quelques standards pour réseaux de capteurs utilisent ces protocoles en les adaptant aux contraintes imposées par les réseaux de capteurs. Les protocoles du groupe MANET sont les plus avancés et les plus utilisés.
MANET (Mobile Ad-hoc NETwork) est un groupe de travail issu de l'IETF (Internet Engineering Task Force), qui œuvre depuis les années 1990 à la standardisation des protocoles ad-hoc fonctionnant sous IP.
Partant des protocoles existants de routage de l'IP fixe, les travaux du groupe MANET en ont proposé une extension qui tienne compte de la mobilité des nœuds. Ils se sont pour cela fondés sur les principes fondamentaux du routage, que sont le routage par inondation, le routage à vecteur de distance, le routage à la source et état du lien. Parallèlement, deux grandes familles de protocoles se sont formées à partir de la normalisation MANET : les protocoles réactifs et les protocoles proactifs
Les protocoles réactifs n'échangent aucun paquet de contrôle pour construire des tables de routage. Lorsqu'une source dépêche un paquet, nul ne peut savoir quelle route le mènera à destination. On procède donc à une inondation : la source introduit une requête initiale auprès de l'ensemble de ses voisins, qui, à leur tour, répètent la manœuvre vers leurs propres voisins. Tous les nœuds du réseau réceptionnant de la sorte ce premier paquet, la destination recueille l'information en plusieurs exemplaires, provenant de nœuds limitrophes. Le paquet consomme donc une grande quantité de ressources pour découvrir une simple route entre deux points du réseau.
Les protocoles proactifs établissent des tables de routage en échangeant de façon continue et à intervalles réguliers, des messages de contrôle entre des nœuds attenants. Lorsqu'une source émet un paquet vers une destination, les tables de routage dynamiques permettent de tracer la route optimale.
Ces deux familles affichent des performances plus ou moins équivalentes selon les cas de figure. Si le réseau est dense, un protocole réactif est très coûteux car le paquet...
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BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Standard pour réseaux sans fil : IEEE 802.11.
-
Sécurité dans les réseaux sans fil : Norme IEEE 802.11.
-
Protocole IEEE 802.11 : qualité de service.
-
Technologie Bluetooth.
-
...
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