Déploiement et développement de réseaux de capteurs sans fils. IJD : Alaeddine WESLATI EPI : HIPERCOM

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1 Déploiement et développement de réseaux de capteurs sans fils IJD : Alaeddine WESLATI EPI : HIPERCOM INRIA Rocquencourt 26 Juin 2012

2 SOMMAIRE 1. Contexte et objectifs 2. SensLAB 3. FIT - ECO 4. SMARTMESH 5. Travaux à faire 26 Juin

3 1 Contexte et objectifs 26 Juin

4 WSN : Wireless Sensor Networks (Réseaux de capteurs sans fils) Rôle: Collecter des informations et les acheminer vers des points de collecte. Applications: industrielles, environnementales, médicales, militaires Grand nombre d objets. Capteurs embarqués. Ressources limitées: - Capacité de traitement. - Mémoire. - Energie. Communication sans fil. Routage: A Evénement B G E Puits C D F - Trouver un chemin de la source à la destination (E -> B -> C). WSN430 Econotag Zolertia Z1 TelosB 26 Juin

5 EPI HIPERCOM S intéresse aux réseaux et aux télécommunications. Réseux multi-sauts: Réseaux adhoc, réseaux sans fils, réseaux de capteurs sans fils Se concentre en particulier sur le routage. Exemple de protocole: RPL-P2P Proposition d un algorithme de routage pour réseaux de capteurs sans fil. (draft-ietf-roll-p2p-rpl). Routage IPv6 pour les WSN. 26 Juin

6 Objectifs pour l ADT à Rocquencourt Déploiement du banc de test de réseaux de capteurs sans fils SensLAB Rocquencourt. Déploiement d'un nouveau banc de test : FIT - ECO. Participer aux travaux de développements d HIPERCOM associés aux bancs de tests. 26 Juin

7 2 SensLAB Very large scale open wireless sensor network testbed 26 Juin

8 SensLAB - Présentation générale SensLAB est une plateforme de test de réseaux de capteurs sans fil à très grande échelle. 4 sites opérationnels: - Grenoble, Lille, Rennes, Strasbourg. - 4 * 256 Capteurs ouverts. Rocquencourt en déploiement: - 48 Nœuds déployés - 80 Nœuds en cours de déploiement. 26 Juin

9 SensLAB : WSN430 TI MSP430 : µcontrolleur 16bits 2 versions radio: - CC1100 : Sub-1 GHz Proprietary - CC2420 : 2.4GHz IEEE MB de mémoire FLASH externe ID unique Multiples capteurs externes - Température - Lumière - Son Support de plusieurs OS embarqués - FreeRTOS - TinyOS - Contiki OS WSN Juin

10 SensLAB - Utilisation 1 Utilisateur = 1 Machine Virtuelle dédiée. Accessible à partir de - du portail WEB. - du frontal SSH. Basé sur un système de réservation de ressources (OAR). Possibilité d interagir avec les nœuds au cours des expériences. 26 Juin

11 SensLAB - Architecture 1/2 26 Juin

12 SensLAB - Architecture 2/2 NFS OpenSSH SSH Front-end WEB Front-end TomCat/PHPMyAdmin NFS /HOME SSH LDAP SQL SQL OAR/Scripts Reservation System Experimentation Handler Webservices Virtual Machines DB XEN/Debian Web services DNS & DHCP DB MySql SQL SQL Experimentation Manager JAVA/OSGI JAVA/OSGI Node Handler OSGi services JAVA/OSGi app TCP / SensLab Protocol switch CN: Control Node ON: Open Node SG: SensLab Gateway CN SG ON CN SG ON 26 Juin

13 SensLAB - Déploiement 1/2 Commande du matériel approprié. Assemblage et installation de nouveaux nœuds. Installation et configuration des équipements réseaux: - Nouveaux Switchs. - Nouveaux Injecteurs PoE. Installation du serveur. Reconfiguration des différents services sur le serveur. 26 Juin

14 SensLAB - Déploiement 2/2 48 Nœuds installés dans le bâtiment 21. Déploiement en cours du reste des nœuds. Préparation de l ouverture au public du banc de test. 26 Juin

15 3 FIT - ECO Future Internet of Things - Embedded Communicating Objects testbed 26 Juin

16 FIT : Future Internet of Things Objectif : Créer une plate-forme d expérimentation à grande échelle qui facilite l émergence de l Internet des objets. Projet «Grand Emprunt» (Equipex) Partenaires : Plateformes hétérogènes et complémentaires - Systèmes embarqués communicants : ECO. - Radio Cognitive Radio. - Network Operations Center. - Wireless OneLAB testbed. 26 Juin

17 FIT - ECO vs SensLAB La partie ECO (Embedded Communicating Objects) est une évolution de SensLAB. Nouvelle génération de nœuds plus performants. - ARM Cortex M3 - ARM Cortex A8 - Radio : IEEE Interconnexion des sites. - Unification de l interface d accès et des systèmes de réservation. - Communication inter-sites. 26 Juin

18 FIT - ECO Rocquencourt (HIPERCOM) Emplacement : Sous-sol du Bâtiment 1 de INRIA Rocquencourt. Nœuds : ~300 Nœuds ARM Cortex M3, Cortex A8 - Nœuds externes envisagés. - Nœuds mobiles envisagés. Participation au développement - Revue de la nouvelle architecture de la plate-forme. - Revue de l architecture des nouveaux nœuds. - Evaluation des solutions envisagées pour offrir une interactivité avec les nœuds. Début de déploiement pour la fin de l année Juin

19 4 SMARTMESH Communication sans fil pour un système de télésurveillance intelligent 26 Juin

20 SMARTMESH - Présentation Le projet : Un projet avec plusieurs partenaires : SAGEM, CEA, Telecom SudParis, Tunecharger, Ineo, Orelia, Prodomo. Objectif : Créer un système de vidéosurveillance intelligent. Plusieurs capteurs : Microphone, Caméra infrarouge, Systèmes autonomes : Fonctionnent sur batterie et sans intervention externe. Communication sans fils : WSN430 (IEEE , 2.4 GHz) Différents types de données transmises : Images, son,. Le projet finance le déploiement du banc de test SensLAB Rocquencourt. 26 Juin

21 SMARTMESH - Objectif d HIPERCOM Offrir une interface de communication sans fil. Assurer la communication entre les nœuds et le puits. Gérer les aspects routage et gestion du réseaux. Offrir une interface de configuration et de gestion du réseau. A B G Puits E C D F 26 Juin

22 SMARTMESH - Solution matérielle Cartes WSN430 utilisées dans SensLAB. - Rajout d une antenne externe. - Tests de portée radio. ~100m, antenne omni 3dBi, conditions optimales. - Mise en œuvre et test de l interface. Alimentation et communication série. 26 Juin

23 SMARTMESH - Solution logicielle ContikiOS et la pile de communication intégrée uipv6. Développement de la communication en IPv6. - Rajout du support des Unnumbered Interfaces dans ContikiOS. Développement d une application en Python pour gérer la carte radio. - Support de la communication en IPv6. - Gestion de flux de données sur l interface série de la carte radio. - Gestion des cartes radio (Etat, redémarrage, configuration, ). ARM : Linux WSN430 : Contiki Applications Node management Applications Data Transfer Applications Socket tun IPv6 address Mgmt uipv6 ICMPv6 RPL / RPL-P2P pytunslip6 SLIP CSMA tty UART IEEE Radio 26 Juin

24 SMARTMESH - Tests et intégration Tests sur des nœuds en Labo: - WSN430, Z1, TelosB, Econotag. Solutions de routages envisagées sont en cours d évaluation; RPL, RPL-P2P, - Tests à grande échelle sur SensLAB. - Développement de scripts en Python pour les tests sur SensLAB. Analyse des performances. - Des pertes en transmission point à point. - Des latences en multi-sauts. Amélioration des performances. - Modification du système et des paramètres pour augmenter le débit utile sur une liaison point à point. - Recherche de solutions pour réduire le délai de transfert de bout en bout. 26 Juin

25 5 Travaux à faire 26 Juin

26 Travaux à faire SensLAB - Terminer le déploiement et ouvrir le site SensLAB Rocquencourt. - Maintenir et gérer SensLAB Rocquencourt. FIT ECO - Participer au développement. - Préparer et commencer le déploiement à Rocquencourt. SMARTMESH - Améliorer les performances de transmission. - Mettre en œuvre une solution de transport adéquate. - Evaluer et choisir une solution de routage convenable pour le passage à échelle. 26 Juin

27 Merci Questions? Equipe HIPERCOM, INRIA Rocquencourt,

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