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Développement de réseaux de capteurs de nouvelle génération pour la surveillance de structures aéronautiques
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Perget, Florian |
| Copyright Year | 2014 |
| Abstract | Les reseaux de capteurs sans-fil sont une nouvelle technologie qui permet de deployer des capteurs heterogenes et de les faire communiquer sans fil et de facon autonome. Cette capacite nouvelle a surveiller ou instrumenter le monde qui nous entoure ouvre la voie a de nouvelles applications innovantes ou a une evolution majeure d’applications deja existantes.D’une dizaine de nœuds a plusieurs milliers, les reseaux de capteurs sans fil commencent a conquerir le monde industriel et notre vie quotidienne. Leurs besoins en communications, gestion, generation et stockage de l’energie, miniaturisation et reduction des couts ne necessitent pas seulement de perfectionner les technologies actuelles mais bien d’en inventer de nouvelles. Parmi toutes les applications revolutionnaires des reseaux de capteurs sans fil comme dans la sante, l’environnement, l’industrie et le militaire, l’une des applications les plus transformatrices est la surveillance de structure. La surveillance de structure est l’art de surveiller tout ce qui peut s’abimer, s’user ou tomber en panne. Elle est particulierement importante dans les domaines des transports et du bâtiment, etant donne que la securite des personnes est en jeu. En placant aux endroits strategiques des capteurs sans-fil, il sera possible de prevoir et de prevenir la defaillance d’un pont, l’usure d’un avion ou d’un train ou la deformation d’un bâtiment. La surveillance de structure permet de prevenir les pannes et les defaillances, de reduire les couts de maintenance et d’ameliorer les performances. C’est un processus complexe qui implique plusieurs technologies : des capteurs, la transmission de l’information et l’analyse des donnees. La nature (accelerometre, gyroscope, jauge de contrainte, temperature, pression, fuite, givre, etc. . .), la position ainsi que le nombre de capteurs sont dictes et dependants des besoins de l’analyse de la structure qui doit etre effectuee. De ce fait, les contraintes imposees au systeme de transmission de donnees sans fil, afin d’offrir une couverture suffisante de la structure de l’appareil avec plusieurs centaines voire plusieurs milliers de capteurs que leur localisation rendra difficile d’acces, necessitent des nouvelles innovations en matiere d’efficacite energetique et de performance de communication. Ce travail s’interesse a la conception et l’implementation d’un systeme de transmission de donnees dans un reseau de capteurs sans-fil. Apres une presentation des exigences du systeme de surveillance de structure aeronautique, l’architecture generale du systeme de surveillance est decrite. Une couche physique specifique a haute efficacite energetique basee sur l’Impulse-Radio UltraWide Band a ete concue. Les designs complets de l’emetteur et du recepteur IR-UWB sont presentes ainsi que l'optimisation du codage canal par rapport a la consommation energetique. Une couche MAC specifique permettant un nombre important de nœuds et une efficacite energetique elevee basee sur du TDMA reconfigurable a ete concue. Plusieurs prototypes ont ete implementes pour valider la conception et demontrer les performances. Ces implementation utilise des techniques avancees d’optimisation de la consommation energetique et de reconfigurabilite afin de repondre aux exigences des reseaux de capteurs sans-fil. Des simulations ASIC permettent egalement de prevoir que ce systeme permettra de supporter des debits applicatifs de plusieurs centaines de megabits par seconde, tout en permettant a plusieurs dizaines de nœuds de communiquer. Les performances energetiques de ce systeme de communication sont aujourd’hui a l’etat de l’art. Enfin, cette technologie de communication sans-fil a ete integree dans un systeme complet de deux nœuds capteurs et d’un routeur dans un demonstrateur FPGA |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01204872/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
