SensLAB - iWW
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Déploiement et développement de réseaux de capteurs sans fils IJD : Alaeddine WESLATI EPI : HIPERCOM INRIA Rocquencourt 26 Juin 2012 SOMMAIRE 1. Contexte et objectifs 2. SensLAB 3. FIT - ECO 4. SMARTMESH 5. Travaux à faire Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 2 1 Contexte et objectifs Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 3 WSN : Wireless Sensor Networks (Réseaux de capteurs sans fils) • • • • • Rôle: Collecter des informations et les acheminer vers des points de collecte. Applications: industrielles, environnementales, médicales, militaires … Grand nombre d’objets. A Capteurs embarqués. Evénement Ressources limitées: G B - Capacité de traitement. E - Mémoire. Puits - Energie. C • Communication sans fil. F D • Routage: - Trouver un chemin de la source à la destination (E -> B -> C). WSN430 Econotag Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) Zolertia Z1 TelosB 26 Juin 2012 - 4 EPI HIPERCOM • S’intéresse aux réseaux et aux télécommunications. • Réseux multi-sauts: Réseaux adhoc, réseaux sans fils, réseaux de capteurs sans fils … • Se concentre en particulier sur le routage. Exemple de protocole: RPL-P2P • Proposition d’un algorithme de routage pour réseaux de capteurs sans fil. (draft-ietf-roll-p2p-rpl). • Routage IPv6 pour les WSN. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 5 Objectifs pour l’ADT à Rocquencourt • Déploiement du banc de test de réseaux de capteurs sans fils SensLAB Rocquencourt. • Déploiement d'un nouveau banc de test : FIT - ECO. • Participer aux travaux de développements d’HIPERCOM associés aux bancs de tests. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 6 2 SensLAB Very large scale open wireless sensor network testbed Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 7 SensLAB - Présentation générale SensLAB est une plateforme de test de réseaux de capteurs sans fil à très grande échelle. • 4 sites opérationnels: - Grenoble, Lille, Rennes, Strasbourg. - 4 * 256 Capteurs ouverts. • Rocquencourt en déploiement: - 48 Nœuds déployés - 80 Nœuds en cours de déploiement. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 8 SensLAB : WSN430 • TI MSP430 : µControlleur 16bits • 2 versions radio: - CC1100 : Sub-1 GHz Proprietary - CC2420 : 2.4GHz IEEE802.15.4 • 1 MB de mémoire FLASH externe • ID unique • Multiples capteurs externes - Température - Lumière - Son • Support de plusieurs OS embarqués - FreeRTOS - TinyOS - Contiki OS Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) WSN430 26 Juin 2012 - 9 SensLAB - Utilisation • 1 Utilisateur = 1 Machine Virtuelle dédiée. • Accessible à partir de www.senslab.info - du portail WEB. - du frontal SSH. • Basé sur un système de réservation de ressources (OAR). • Possibilité d’interagir avec les nœuds au cours des expériences. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 10 SensLAB - Architecture 1/2 Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 11 SensLAB - Architecture 2/2 WEB Front-end SSH Front-end OpenSSH TomCat/PHPMyAdmin NFS Reservation System /HOME OAR/Scripts LDAP SQL SSH SQL Experimentation Handler Webservices NFS Virtual Machines XEN/Debian DB DB MySql SQL Experimentation Manager JAVA/OSGI OSGi services SQL Node Handler Web services DNS & DHCP CN: Control Node ON: Open Node SG: SensLab Gateway Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) JAVA/OSGI JAVA/OSGi app CN SG ON TCP / SensLab Protocol switch CN SG ON 26 Juin 2012 - 12 SensLAB - Déploiement 1/2 • Commande du matériel approprié. • Assemblage et installation de nouveaux nœuds. • Installation et configuration des équipements réseaux: - Nouveaux Switchs. - Nouveaux Injecteurs PoE. • Installation du serveur. • Reconfiguration des différents services sur le serveur. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 13 SensLAB - Déploiement 2/2 • 48 Nœuds installés dans le bâtiment 21. • Déploiement en cours du reste des nœuds. • Préparation de l’ouverture au public du banc de test. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 14 3 FIT - ECO Future Internet of Things Embedded Communicating Objects testbed Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 15 FIT : Future Internet of Things Objectif : Créer une plate-forme d’expérimentation à grande échelle qui facilite l’émergence de l’Internet des objets. • Projet « Grand Emprunt » (Equipex) • Partenaires : • Plateformes hétérogènes et complémentaires - Systèmes embarqués communicants : ECO. - Radio Cognitive Radio. - Network Operations Center. - Wireless OneLAB testbed. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 16 FIT - ECO vs SensLAB La partie ECO (Embedded Communicating Objects) est une évolution de SensLAB. • Nouvelle génération de nœuds plus performants. - ARM Cortex M3 - ARM Cortex A8 - Radio : IEEE 802.15.4 • Interconnexion des sites. - Unification de l’interface d’accès et des systèmes de réservation. - Communication inter-sites. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 17 FIT - ECO Rocquencourt (HIPERCOM) • Emplacement : Sous-sol du Bâtiment 1 de INRIA Rocquencourt. • Nœuds : ~300 Nœuds ARM Cortex M3, Cortex A8 - Nœuds externes envisagés. - Nœuds mobiles envisagés. • Participation au développement - Revue de la nouvelle architecture de la plate-forme. - Revue de l’architecture des nouveaux nœuds. - Evaluation des solutions envisagées pour offrir une interactivité avec les nœuds. • Début de déploiement pour la fin de l’année 2012. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 18 4 SMARTMESH Communication sans fil pour un système de télésurveillance intelligent Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 19 SMARTMESH - Présentation Le projet : Un projet System@tic avec plusieurs partenaires : SAGEM, CEA, Telecom SudParis, Tunecharger, Ineo, Orelia, Prodomo. Objectif : Créer un système de vidéosurveillance intelligent. • • • • Plusieurs capteurs : Microphone, Caméra infrarouge, … Systèmes autonomes : Fonctionnent sur batterie et sans intervention externe. Communication sans fils : WSN430 (IEEE 802.15.4, 2.4 GHz) Différents types de données transmises : Images, son, …. Le projet finance le déploiement du banc de test SensLAB Rocquencourt. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 20 SMARTMESH - Objectif d’HIPERCOM • • • • Offrir une interface de communication sans fil. Assurer la communication entre les nœuds et le puits. Gérer les aspects routage et gestion du réseaux. Offrir une interface de configuration et de gestion du réseau. A B G E Puits C D Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) F 26 Juin 2012 - 21 SMARTMESH - Solution matérielle • Cartes WSN430 utilisées dans SensLAB. - Rajout d’une antenne externe. - Tests de portée radio. ~100m, antenne omni 3dBi, conditions optimales. - Mise en œuvre et test de l’interface. Alimentation et communication série. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 22 SMARTMESH - Solution logicielle • ContikiOS et la pile de communication intégrée uIPv6. • Développement de la communication en IPv6. - Rajout du support des Unnumbered Interfaces dans ContikiOS. • Développement d’une application en Python pour gérer la carte radio. - Support de la communication en IPv6. - Gestion de flux de données sur l’interface série de la carte radio. - Gestion des cartes radio (Etat, redémarrage, configuration, …). ARM : Linux WSN430 : Contiki Applications Node management Applications Data Transfer Socket tun IPv6 address pyTunslip6 tty Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) Applications Mgmt uIPv6 ICMPv6 RPL / RPL-P2P SLIP CSMA UART IEEE 802.15.4 Radio 26 Juin 2012 - 23 SMARTMESH - Tests et intégration • Tests sur des nœuds en Labo: - WSN430, Z1, TelosB, Econotag. • Solutions de routages envisagées sont en cours d’évaluation; RPL, RPL-P2P, … - Tests à grande échelle sur SensLAB. - Développement de scripts en Python pour les tests sur SensLAB. • Analyse des performances. - Des pertes en transmission point à point. - Des latences en multi-sauts. • Amélioration des performances. - Modification du système et des paramètres pour augmenter le débit utile sur une liaison point à point. - Recherche de solutions pour réduire le délai de transfert de bout en bout. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 24 5 Travaux à faire Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 25 Travaux à faire • SensLAB - Terminer le déploiement et ouvrir le site SensLAB Rocquencourt. - Maintenir et gérer SensLAB Rocquencourt. • FIT – ECO - Participer au développement. - Préparer et commencer le déploiement à Rocquencourt. • SMARTMESH - Améliorer les performances de transmission. - Mettre en œuvre une solution de transport adéquate. - Evaluer et choisir une solution de routage convenable pour le passage à échelle. Alaeddine WESLATI (HIPERCOM) 26 Juin 2012 - 26 Merci Questions ? [email protected] Equipe HIPERCOM, INRIA Rocquencourt,