Technologies des réseaux de capteurs sans-fil
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[modifier] Introduction
Des nouveaux réseaux de capteurs viennent au secours de l'environnement et de l'industrie grâce aux récents développements réalisés dans le domaine des techniques sans-fil (wireless). Depuis quelques décennies, le besoin d'observer et de contrôler des phénomènes physiques tels que la température, la pression ou encore la luminosité est essentiel pour de nombreuses applications industrielles et scientifiques. Dans le domaine de l'écologie, la surveillance de polluants comme par exemple l'Ozone, le NO2 ou encore le CO2 pourrait considérablement augmenter la qualité de vie dans les villes. Il n’y a pas si longtemps, la seule solution pour acheminer les données du capteur jusqu'au contrôleur central était le câblage qui avait comme principaux défauts d'être coûteux et encombrant. Aujourd’hui, grâce aux récents progrès des techniques sans-fil, de nouveaux produits exploitant des réseaux de capteurs sans-fil (Wireless Sensor Network) sont employés pour récupérer ces données environnementales. En plus de ces applications civiles, ils existent évidamment des applications militaires des réseaux de capteurs notamment dans la détection d'intrusion, la localisation des combattants sur un champs de bataille etc.
[modifier] Techniques sans-fil
Parmi les standards les plus aptes à être exploités dans les réseaux de capteurs sans-fil se retrouvent Bluetooth et Zigbee. La technique Bluetooth, dont Ericsson a initié le projet en 1994, a comme but principal de remplacer les câbles sur de petites distances. Il est utilisé dans la plupart des téléphones portables comme interface de connexion pour accéder à un PC. Malheureusement, le grand défaut de cette technique est sa trop grande consommation d'énergie et ne peut donc pas être utilisée par des capteurs qui sont alimentés par une batterie et qui idéalement devraient fonctionner durant plusieurs années. Le standard Zigbee combiné avec IEEE 802.15.4 offre des caractéristiques qui répondent encore mieux aux besoins des réseaux de capteurs. Zigbee offre des débits de données moindres, mais il consomme également nettement moins que Bluetooth. Un petit débit de données n’est pas handicapant pour un réseau de capteurs où les fréquences de transmission ne sont pas soutenues et importantes. Malgré tout, la tendance actuelle des constructeurs est d’employer des techniques propriétaires qui ont pour avantage d'être spécifiquement optimisées pour une utilisation précise, mais qui ont comme gros inconvénient de ne pas être compatibles entre elles.
[modifier] UWB
De nouvelles techniques vont influencer considérablement l'avenir des réseaux de capteurs. UWB (Ultra Wide Band) en est un très bon exemple. Cette technique de transmission permettra d'atteindre des niveaux de consommation extrêmement bas grâce à sa simplicité au niveau matériel. De plus, l'atténuation du signal engendré par des obstacles est moindre qu'avec les systèmes radio à bande étroite conventionnels.
[modifier] TinyOS
Le domaine des capteurs sans fil se dirige donc vers un grand essor et de très nombreux nouveaux produits risquent d’inonder les marchés ces prochaines années. D’autant plus que des techniques "open-source" s’associent à ce succès avéré, comme par exemple TinyOS qui a été développé à l'Université de Berkeley. TinyOS est un système d'exploitation "open source" conçu pour les capteurs embarqués sans-fil qui est actuellement utilisé par plus de 500 universités et centres de recherche dans le monde. La réalisation de programmes sur cette plateforme s'effectue exclusivement en NesC (dialecte du C). La particularité principale de cet OS est sa taille extrêmement réduite en terme de mémoire (quelques kilooctets).
