Présentation des réseaux de capteurs sans fil

Présentation des réseaux de capteurs sans fil

Présentation des réseaux de capteurs sans fil Introduction

Le développement technologique au cour des dernières décennies ont permis l’émergence d’une cohabitation parfaite entre l’informatique et l’électronique. Cette cohabitation a permis un développement fulgurant des technologies en matière de communication à travers des réseaux sans fil, mobiles et dotés de capteurs sans cesse miniaturisés. Cette nouvelle technologie se fondait sur la collecte de l’information et sa transmission, c’est ainsi que nous avons assisté a l’émergence des capteurs sans fil En effet le besoin économique et stratégique incessant a induit un développement des contrôles environnementaux, médicaux et autres ce qui a permis aux RCSF de connaitre un essor important.

Un RCSF est un acronyme pour réseau de capteurs sans fil ou WSN : Wireless Sensor Network, souvent apparenté au réseau ad-hoc de leur utilisation commune des ondes radio, ainsi que leurs architectures décentralisées ; les RCSF sont aussi considérés comme leurs successeurs. Les RCSF sont des systèmes embarqués, ils se composent d’un ensemble d’unités de traitement embarqué appelé « motes » qui communiquent a travers des liens sans fil, le déploiement de plusieurs unités se fait dans le but de collecter ou de capter des données (de type sonores, vibrations, lumière…) et de les transmettre. Grace aux récentes avancées technologiques le développement de très petits capteurs à faible cout et consommant peu d’énergie a pu être réalisé. Afin de mieux cerner les réseaux de ces capteurs sans fil la figure qui suit représente leur mode de fonctionnement global.

Les éléments constitutifs d’un RCSF

Un réseau de capteurs est composé d’un nombre souvent très important de nSuds qui sont, soit posés à un endroit précis, soit dispersés aléatoirement (souvent déployés par voie aérienne à l’aide d’avions ou hélicoptères). Ce dispersement aléatoire des capteurs nécessite que le protocole utilisé pour les réseaux de capteurs possède des algorithmes d’auto organisation [1]. En plus des nombreuses contraintes que peuvent comporter certain environnement hostile, il subsiste une contrainte très importante à savoir l’économie de batterie. En effet, un réseau de capteurs ne peut survivre si la perte de nSuds est trop importante car ceci provoque des pertes de communication dues à une trop grande distance entre les capteurs. De ce fait il est primordial que la durée de vie des batteries soit la plus longue possible (impossible de retourner changer les batteries). Cette utilisation liée à l’autonomie des capteurs (1 année maximum pour les technologies actuelles) fait intervenir un paramètre non négligeable qui est le prix. Aucune application ne serait rentable si le rapport heures d’utilisation / prix était trop élevé. Il a donc été nécessaire d’allier technologie et low-cost [1]. Les réseaux de capteurs peuvent être programmés à un grand nombre de fins, telles que le contrôle d’intrusions, le calcul de températures, le calcul de changements climatiques, la surveillance des déplacements d’animaux (avec récepteurs GPS), surveillance de malades,….

•GPS « Global Positioning System » Ce système a été lancé par le gouvernement américain pendant la guerre froide ; c’est un système de géolocalisation qui compte parmi ces actifs 24 satellites répartis sur six orbites a 20 000Km d’altitude. Le système de positionnement global ou GPS, est un système de radionavigation spatial qui permet aux utilisateurs équipés de récepteurs convenables de déterminer sur terre, sur mer ou dans les airs, leur position, leur vitesse et l’heure à n’importe quel moment du jour ou de la nuit et ce, quelles que soient les conditions météorologiques. Le système offre un niveau de précision équivalent ou supérieur à tout autre système de navigation actuel. Le GPS a été conçu par le ministère de la Défense des États-Unis qui en assure également l’exploitation et l’entretien. À l’origine, il était destiné à répondre aux besoins des militaires, mais la Presidential Decision Directive du 28 mars 1996 s’achevait par la déclaration suivante [9] : « Nous continuerons de fournir en permanence le service de positionnement standard GPS à des fins pacifiques d’utilisation civile, commerciale et scientifique à l’échelle mondiale et sans imposer de redevances directes aux utilisateurs » [9]. Le GPS offre un degré de précision qui varie d’une institution à une autre, ce sont deux niveaux de service : un service de positionnement standard (SPS), qui est accessible a n’importe quel utilisateur, et un système de positionnement d’une grande précision (PPS) dont l’accès est réservé majoritairement aux militaires américains. Le SPS offre une précision de l’ordre de 20 mètres dans le plan horizontal, 95 p.cent du temps

Localisation dans les réseaux de capteurs sans fil

Les systèmes de localisation matériel sont nombreux et se fondent sur des critères différents, il existe des techniques de coopération scindées en deux grandes familles : les approches centralisées et les approches décentralisées (distribuées), mais il existe aussi une troisième voie qui consiste a faire l’estimation de la distance entre les noeuds et les ancres, les ancres (beacon) ce sont des noeuds mais dont on connaît apriori les coordonnées et ceci va nous permettre de déterminer l’emplacement d’autres noeuds dont nous ignorons la position géographique. Néanmoins quelques problématiques sont décelées concernant la localisation dans les réseaux de capteurs a savoir la quasi absence d’auto organisation ou positionnement (exemple du GPS), on ne peut équiper tous les noeuds d’un dispositif GPS cela serait trop couteux sur le plan économique mais également trop laborieux à réaliser d’un point de vue technique, c’est pour cela que les noeuds s’organisent et coopèrent entre eux en utilisant les techniques de coopérations centralisées ou distribuées afin de déterminer leurs positions respectives.

Si nous devions établir un processus de localisation dans les RCSF il est nécessaire de définir dans un premier point un système de coordonnées c.-à-d. qu’il est impératif de connaitre les positions de quelques noeuds du réseau (ceux cités précédemment) à s’avoir les ancres ou beacon dans un système de coordonnées ainsi que les positions relatives des autres noeuds par rapport à ces ancres. Nous pouvons retrouver les positions absolues des noeuds dans le même système grâce a un « mapping », le tout est de bien sélectionner les ancres. Dans un deuxième point nous devons effectuer une estimation des distances, il existe plusieurs techniques permettant à un capteur de mesurer la distance qui le sépare d’un autre noeud, le matériel de communication radio utilisé va rapporter des informations sur le signal radio entre deux noeuds, en effet l’établissement d’une communication inter- noeuds implique qu’ils sont à la porté radio l’un de l’autre.

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela rapport gratuit propose le téléchargement des modèles gratuits de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

Listes des figures
Liste des tableaux
Liste des abréviations
Introduction Générale
Chapitre 1 : Présentation des réseaux de capteurs sans fil
Introduction
Définition
Les éléments constitutifs d’un RCSF
Qu’est-ce qu’un capteur
Architecture d’un capteur
Exemples des types de capteurs
Cas d’application des RCSF
Caractéristique des RCSF
Les limites des RCSF
Conclusion
Chapitre 2 : Etude du RSSI
Introduction
Présentation des systèmes de localisation
1 Les systèmes de localisation par satellites
Localisation dans les réseaux de capteurs sans fil
1 Algorithmes de localisations
Classification des algorithmes de localisation
1 Les méthodes range-based
2 Les méthodes range-free
3.Qu’est-ce que RSSI ?
4.1 Résultat des travaux précédents
4.2 Etude théorique du RSSI
Conclusion
Chapitre 3 : Les mécanismes de mise en oeuvre de l’application
Introduction
1.Etude de l’environnement de travail
1.1 Outil matériel
1.2 Outil logiciel
2.Etude de la démarche du travail
2.1 Présentation théorique du calcul du RSSI
3.Méthodologie de conception
3.1 Architecture du réseau
3.2 Les éléments constitutif de l’application
3.3 Scénarios d’expérimentation du TestBed
Conclusion
CONCLUSION GENERALE
Bibliographie
Annexe 1
Annexe2

Rapport PFE, mémoire et thèse PDFTélécharger le rapport complet

Télécharger aussi :

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *