A system-level methodology for the design and deployment of reliable low-power wireless sensor networks

Résumé

Les applications innovantes de l’internet des objets (Internet of Things, IoT) avec des exigences strictes en termes de performances et de consommation d'énergie et pour lesquelles la collecte agile de données est primordiale sont stimulantes. Les réseaux de capteurs sans fil (Wireless Sensor Networks, WSN) représentent une solution prometteuse car ils peuvent être facilement déployés pour détecter, traiter et transmettre des données. Le grand nombre de noeuds de capteurs (Sensor node, SN) composant un réseau de capteurs sans fil devrait être autonome, la durée de vie d'un noeud étant dictée par la taille de la batterie. La taille du nœud étant essentiel dans divers cas d'utilisation tels que l'automatisation de bâtiments et d’industries, il est prioritaire de réduire la consommation d'énergie tout en garantissant la disponibilité du réseau. De plus, les techniques de récupération d'énergie (Energy Harvesting, EH) sont de plus en plus considérées comme une solution prometteuse pour construire un nœud entièrement autonome et prolonger sa durée de vie. Dans le processus de construction d'un noeud et en l'absence d'une méthodologie claire et complète, le concepteur peut facilement prendre des décisions non fondées sur les bons composants matériels, leur configuration et les techniques de communication de données fiables telles que la requête automatique de répétition (Automatic Repeat Request, ARQ) et correction d'erreur directe (Forward Error Correction, FEC). Dans cette thèse, une méthodologie pour mieux optimiser la conception, la configuration et le déploiement de WSN fiables à très basse consommation est proposée. Des modèles complets et réalistes d'énergie et d’affaiblissement de propagation (Path Loss PL) du noeud de capteur sont également établis. À l'aide d'estimations et de mesures, il est montré que, conformément à la méthodologie proposée, le concepteur peut explorer en profondeur l'espace de conception, sélectionner et configurer de manière plus optimale les composants commerciaux (Commercial Off-The-Shelf, COTS) disponibles sur le marché et déployer efficacement un réseau de capteurs sans fil.

Date	2 avr. 2019
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Frédéric Nabki (Directeur(-trice)) & Dominic Deslandes (Codirecteur(-trice))