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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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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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2. Contraintes dans la conception d'un réseau de capteurs
Les réseaux de capteurs diffèrent des réseaux classiques où l'on peut être relativement générique et définir seulement un certain nombre de classes de service pour satisfaire le maximum de besoins. Ici, les contraintes sont plus nombreuses et empêchent la création d'un type spécifique du réseau de capteurs. Sans être exhaustif, voici une liste de contraintes possibles lors de la conception d'un réseau de capteurs.
2.1 Contraintes liées à l'application
Il est impossible aujourd'hui de créer un réseau de capteurs capable de répondre aux besoins de toutes les applications potentielles. On peut relever des mesures pour une infinité de situations et dans des environnements très variables tout en ayant une concentration faible ou forte des capteurs ; on peut se retrouver avec des réseaux denses comme avec des réseaux épars. La difficulté réside alors dans la recherche d'un dénominateur commun à toutes ces applications ce qui est pour l'instant très complexe et relève de l'impossible. C'est pourquoi, l'application devient le principal paramètre lors de la conception de protocoles très spécifiques pour que le fonctionnement des capteurs produise le résultat attendu par l'application en question.
HAUT DE PAGE2.2 Contrainte énergétique
L'énergie est considérée comme la contrainte principale dans un réseau de capteurs. Déjà, comme pour tout réseau sans fil, il est important de tenir compte de cette contrainte car la plupart des machines fonctionnent sur batterie. Après la décharge de la batterie, l'utilisateur est obligé de trouver une source électrique pour la recharger. Cependant, dans les réseaux de capteurs, il est pratiquement impossible de recharger de par le nombre élevé de capteurs par installateur et de par la difficulté de l'environnement dans lesquels ils peuvent se trouver. On parle alors pour la pile ou la batterie d'âme du capteur. Une fois vide, le capteur est considéré comme mort ou hors service. L'objectif à atteindre devient l'augmentation de la durée de vie du réseau de capteurs. Ce paramètre peut être défini sous différentes formes telles que la consommation globale de tous les capteurs ou l'évitement qu'un capteur important perde son énergie ou la perte de la connectivité du réseau, etc.
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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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