Action 1 : autonomie énergétique du réseau.
Un réseau de capteur est composé d’un ensemble d’éléments appelés « nœuds ».
Ces nœuds disposent :
- d’interfaces de communication sans fil afin de communiquer soit entre eux soit avec la « station de base », élément qui récupère les informations transmises par les nœuds pour les transférer vers une base de données.
- de capteurs qui peuvent être de natures différentes (température, mouvement, lumière, vent, etc…). Ce sont ces capteurs qui vont fournir les informations qui seront remontées en base de données.
Rendre le réseau autonome
Pour cela, l’équipe CARERC travaille sur :
- l’optimisation logicielle du réseau. Pour cela, différentes méthodes portant sur la transmission des informations dans le réseau font l’objet de travaux de doctorat au laboratoire LE²P. L’idée est d’optimiser l’énergie consommée par un nœud au cours du temps.
- des protocoles « d’endormissement » des nœuds afin de réduire au maximum l’énergie consommée et procéder ensuite à des réveils programmés ou commandés par des sources extérieures.
Récupération d’énergie pour les batteries embarquées
Des solutions de récupération d’énergie seront installées sur les nœuds afin de recharger les batteries embarquées. Outre la ressource solaire, l’équipe travaille, dans le cadre des activités de recherches du LE²P, sur une source en particulier : la transmission d’énergie sans fil.
Le principe est de récupérer de l’énergie présente dans les ondes électromagnétique qui nous entourent, de la transformer en tension continue et de la stocker dans une batterie. Pour ce faire, nous utilisons des antennes redresseuses appelées « rectena » ainsi que des circuits de pompe de charge pour accumuler les faibles niveaux de tension récupérés.
Action 2 : Réalisation d’un capteur de niveau de puissance électromagnétique
Afin de réaliser la cartographie électromagnétique, il est nécessaire de développer un outil de mesure de puissance électromagnétique dans un espace donné. Pour cela, plusieurs solutions ont été étudiés, développées et en cours de développement.
La première consiste en la mesure du niveau RSSI (Received Signal Strength Indication) faite au niveau de chaque nœud du réseau de capteur. Cette mesure est réalisée par le biais de l’antenne qu’utilise le nœud pour ses communications et permet d’avoir une information sur le niveau de puissance des ondes reçues par le nœud dans sa bande de communication.
La seconde consiste en l’utilisation de circuits intégrés du commerce tels que les détecteurs logarithmique (couplés avec des amplificateurs faible bruit et éventuellement un mélangeur) qui produisent une tension proportionnelle au niveau de puissance en entrée. Après calibrage de ces circuits il est possible, à partir du niveau de tension mesuré, de remonter au niveau de puissance électromagnétique.
Un circuit intégré embarquant ces différentes fonctions sera réalisé dans une technologie de pointe et permettra de s’affranchir des pertes du aux adaptations des différents circuits utilisés dans la solution précédente.
Action 3 : Stockage et visualisation 3D des données mesurées
L’ensemble des données mesurées seront stockées dans un outil de type Big data. Cette base de données sera en mesure de s’adapter aux différents type de données qui seront remontées via le réseau.
Une fois ces données correctement stockées, une visualisation de ces données sera réalisée.
Dans un premier temps, dans une optique de contrôle de qualité de mesure et de bon fonctionnement du réseau.
Dans un second temps, dans un souci de visualisation du niveau de puissance électromagnétique que l’on mesure dans l’espace de déploiement du réseau de capteur.
Il prévu pour cette visualisation d’utiliser des outils web 3D.
Au cours de deux dernières décennies nous avons assisté à un développement constant des technologies de communications sans fils. Les réseaux de téléphonie mobiles, les points d’accès à l’internet, les communications points à points sont autant de sources de réseaux sans fils basées sur des standards de communication définis par différents organismes (ETSI, CEPT, IEEE, FCC). A chacun de ces standards est allouée une bande de fréquences associée à plusieurs canaux possédant chacun une quantité d’énergie maximale.
