Les réseaux de capteurs sans fil

Les dernières avancées technologiques dans les domaines des communications sans fil ont permis le développement de capteurs sans fil à faible consommation énergétique. Ces petits dispositifs sont inter-connectés les uns aux autres pour former des réseaux de capteurs sans fil et sont ensuite déployés dans une zone d’intérêt afin de gérer des tâches spécifiques. L’attrait croissant suscité par les réseaux de capteurs sans fil aussi   bien dans monde de la recherche que celui de l’industrie peut aisément être compris si on considère le large éventail d’applications qu’offre ce type d’infrastructures [7] [63]. Ils offrent aussi une perspective intéressante, celle de réseaux pouvant s’autogérer sans interventions humaine faisant d’eux des composants clés de l’Internet des objets. Un réseau de capteur sans fil peut être plus ou moins dense, en fonction de la taille de la zone de déploiement et de l’application visée.

Le plus souvent, les capteurs disposent de composants leur permettant d’évaluer des caractéristiques physiques de l’environnement dans lequel ils sont déployés (température, humidité, etc). Cependant, certains peuvent directement interagir avec ce milieu environnent par le biais d’éléments embarqués puissants. Toutes les informations collectées dans un réseau de capteurs sans fil convergent vers un puits (Sink) ou collecteur, chargé de les traiter et de les mettre à disposition des utilisateurs

Architecture physique d’un capteur sans fil

Les capteurs sans fil sont des petits dispositifs généralement dotés de quatre composants élémentaires : une unité de capture, une unité de traitement, une unité de communication et une batterie [7]. La figure 2.1 illustre les composants physiques élémentaires d’un capteur sans fil. Les capteurs peuvent aussi être dotés d’une unité de localisation pour connaitre leur position ou encore d’une unité de mobilité leur permettant de se déplacer. Ces composants sont optionnels et dépendent de l’application visée.

Unité de capture

L’unité de capture ou d’acquisition est comme son nom l’indique en charge de capturer des mesures sur le phénomène observé et de les transmettre à l’unité de traitement. Un CAN (Convertisseur Analogique-Numérique) gère la conversion des signaux analogiques provenant de l’unité de capture en signaux numériques interprétables par l’unité de traitement. Figure 2.2 – Domaines d’application des réseaux de capteurs sans fil. 

Unité de traitement

L’unité de traitement ou processeur est souvent associée à une petite unité de stockage. Elle récupère les données acquises par l’unité de capture, les analyse, les traite et les transmet à l’unité de communication.

Unité de communication

Habituellement dotée d’un transcepteur radio, cette unité est en charge d’émettre et de recevoir les données produites par l’unité de traitement, fournissant ainsi aux capteurs la capacité de communiquer avec les autres composants du réseau.

Batterie

Chaque capteur dispose d’une batterie pour alimenter le reste de ses composants. Néanmoins, en raison de sa taille, elle est assez limitée. L’énergie devient donc une ressource précieuse car la durée de vie de la batterie influe directement sur celle des capteurs.