Architecture logicielle pour capteurs sansfil en rseau

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Architecture logiciellepour capteurs sans-fil
en réseau

• auteur Séverine Sentilles

Encadrants Nicolas Belloir CongDuc Pham
Soutenance de stage recherche 21 juin 2006
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Plan

• Les réseaux de capteurs
• Etude du modèle TinyOS et du modèle Think
• Vers un système dexploitation basé composants
  pour la reconfiguration dynamique
• Mise en uvre de la reconfiguration dynamique
• Conclusion

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Les nuds du réseau (1/2)

• Capteurs
• Petits, peu coûteux, ressources très limitées
• Rôles
• Collection de données
• Traitement des données
• Communication

• Collecteurs
• Plus gros, plus cher, plus de ressources
• Rôle
• passerelle

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Les nuds du réseau (2/2)

• Station de base
• Un PC classique, portable, Palm, etc.
• Rôles
• Gestion
• Administration
• Collecteur final

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Le déploiement
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(No Transcript)
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Quelques utilisations possibles dun réseau de
capteur
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La reconfiguration dynamiquedun capteur

• Modifier la configuration dun capteur lors de
  son fonctionnement
• Ajout de fonctionnalités
• Remplacement de la réalisation de fonctionnalités
  
• Retrait de fonctionnalités.

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c1TempératurePression MoyenneTemp VariancePressi
on
c2Température Pression
c3Température MoyenneTemp
c4Vibration VarianceVibration
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c1TempératurePression MoyenneTemp VariancePressi
on
c2 VariancePression
c2Température Pression
c2Température Pression VariancePression
c2 Variance Pression
c2 Variance Pression
c2 Variance Pression
c2 Variance Pression
c3Température MoyenneTemp
c4Vibration VarianceVibration
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Etablir les bases dune architecture logicielle
permettant de reconfigurer dynamiquement un
capteur.
Problématique
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Plan

• Les réseaux de capteurs
• Etude du modèle TinyOS et du modèle Think
• Vers un système dexploitation basé composants
  pour la reconfiguration dynamique
• Mise en oeuvre de la reconfiguration dynamique
• Conclusion

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TinyOS

• TinyOS Tiny Operating System
• Le système dexploitation le plus utilisé
• Développé par luniversité de Berkeley pour les
  réseaux de capteurs
• Repose sur
• une architecture basée composant
• un modèle de programmation basé évènement
• un modèle de concurrence basé sur des évènement
  et des tâches
• Optimise lespace mémoire utilisé
• Pas de séparation entre le système dexploitation
  et lapplication.

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Les limites de TinyOSpour la reconfiguration
dynamique

• Pas dallocation dynamique
• Tout est connu à la compilation
• Perte des composants lors de la génération de
  lexécutable
• Obligation de remplacer limage présente sur le
  capteur

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Think

• Une implémentation du modèle Fractal en C
• Développé par lINRIA et France Télécom RD pour
  
• Créer des systèmes dexploitation pour les
  systèmes embarqués
• Créer les applications sexécutant dessus
• Repose sur une utilisation plus large de
  lingénierie logicielle basée composant (aspect
  dynamique)
• Propose une gestion des aspects non-fonctionnels
  via des contrôleurs
• Permet lallocation dynamique

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Les limites de lutilisation de Think

• Version compatible avec les capteurs en cours de
  développement
• Manque de documentation
• Installation de la plate-forme non triviale

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Plan

• Les réseaux de capteurs
• Etude du modèle TinyOS et du modèle Think
• Vers un système dexploitation basé composants
  pour la reconfiguration dynamique
• Mise en oeuvre de la reconfiguration dynamique
• Conclusion

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Vers un système dexploitation basé composants
(1/2)

• Reprend les aspects éprouvés de TinyOS et de les
  marier avec ceux de la CBSE via lutilisation du
  modèle Think (aspects dynamiques).

Légende TinyOS Think
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Vers un système dexploitation basé composants
(2/2)

• La communication client-serveur et par évènement
• Suppression de la détermination de létat stable
• Utilisation de la file de priorité
• Suppression des fonctions bloquantes

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Plan

• Les réseaux de capteurs
• Etude du modèle TinyOS et du modèle Think
• Vers un système dexploitation basé composants
  pour la reconfiguration dynamique
• Mise en uvre de la reconfiguration dynamique
• Conclusion

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Etude de la reconfiguration dynamique

• Au niveau capteur
• Création dun nouveau contrôleur le
  ReconfEngine
• Pas dintelligence pour déterminer la faisabilité
  dune reconfiguration
• Rôle Client
• Au niveau réseau
• Utilisation de la station de base
• Administre la reconfiguration
• Rôle Serveur
• Détermine si une reconfiguration est faisable ou
  pas
• Détermine les règles à appliquer pour
  reconfigurer un capteur
• Problème de fiabilité de la méthode due à la
  centralisation des informations

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Etape 1 Réception de la reconfiguration
Evtreconfiguration(Composant,Règles,Description)
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Etape 2 Préparation de la reconfiguration
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Etape 3 La reconfiguration
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Plan

• Les réseaux de capteurs
• Etude du modèle TinyOS et du modèle Think
• Vers un système dexploitation basé composants
  pour la reconfiguration dynamique
• Mise en uvre de la reconfiguration dynamique
• Conclusion

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Conclusion

• Actions réalisées
• Etude de TinyOS et Think les limites des
  modèles
• Description des bases dun système dexploitation
  basé composant pour la reconfiguration dynamique
• Description de la mise en uvre de la
  reconfiguration dynamique
• Actions non réalisées
• Implémenter et tester le système dexploitation
  et le mécanisme de reconfiguration dynamique
  (requiert une version stable de Think)

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Perspectives

• Etudier la complexité de la mise en uvre du
  système dexploitation proposé.
• Prendre en compte la Qualité de Services pour le
  mécanisme de reconfiguration proposé en proposant
  un service minimum

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Merci.