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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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4. Protocoles de communication
Les capteurs dans un réseau communiquent entre eux via des liens radio. Ces liens sont partagés entre les nœuds du voisinage. Chaque communication doit se faire seule pour éviter les interférences. L'accès au support est alors divisé en morceaux afin de donner la possibilité à tous les capteurs de communiquer. Il existe un certain nombre de standards qui offrent un protocole de communication au réseau de capteurs. Nous en distinguons ici trois différents : Bluetooth, ZigBee et Wi-Fi. Les deux premiers appartiennent à la famille des réseaux personnels et ils ont été conçus pour tenir compte de l'environnement des petits appareils avec une faible autonomie. Le Wi-Fi quant à lui n'est pas bien adapté aux capteurs mais nous avons fait le choix de le citer car un certain nombre d'expérimentations ont été effectuées dans les réseaux de capteurs en utilisant le Wi-Fi comme protocole de communication.
4.1 IEEE802.15
Le groupe IEEE 802.15, intitulé WPAN (Wireless Personal Area Networks), a été mis en place en mars 1999 dans le but de normaliser des réseaux d'une portée d'une dizaine de mètres, avec pour objectif de réaliser des connexions entre les différents portables d'un même utilisateur ou de plusieurs utilisateurs. Ces réseaux doivent pouvoir interconnecter, par exemple, un PC portable, un portable téléphonique, un assistant personnel ou toute autre machine de ce type.
Trois groupes de services, A à C, ont été définis suivant leurs caractéristiques.
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Groupe A
Il se définit par :
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l'utilisation de bande du spectre sans licence d'utilisation (2,45 GHz) ;
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de très bas coûts de mise en place et d'utilisation ;
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une taille réduite ;
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une consommation électrique excessivement faible ;
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un mode sans connexion ;
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une possibilité de superposition avec l'IEEE 802.11.
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Groupe B
Il affiche des performances en augmentation et se définit par :
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l'utilisation d'une couche MAC (Medium Access Control) jusqu'à 100 kbit/s ;
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la possibilité pour toutes les machines de communiquer entre elles ;
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la possibilité de connecter au moins seize machines ;
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l'utilisation de QoS (Quality of Service) pour autoriser certaines applications, dont la parole ;
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une portée...
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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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