SensLAB - iWW

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SensLAB - iWW
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)
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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)
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2
SensLAB
Very large scale open wireless sensor network testbed
Alaeddine WESLATI (HIPERCOM)
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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)
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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
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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)
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SensLAB - Architecture 1/2
Alaeddine WESLATI (HIPERCOM)
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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
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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)
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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.
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3
FIT - ECO
Future Internet of Things
Embedded Communicating Objects testbed
Alaeddine WESLATI (HIPERCOM)
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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.
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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)
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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.
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4
SMARTMESH
Communication sans fil pour un système de
télésurveillance intelligent
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SMARTMESH - Présentation
Le projet : Un projet [email protected] 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)
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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
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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)
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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
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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)
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5
Travaux à faire
Alaeddine WESLATI (HIPERCOM)
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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,