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ANR JC - TCAPTransport de flux vidéo sur

réseaux de capteurs pour la surveillance à la demande

LIUPPA/CRAN2006-2009

http://www.iutbayonne.univ-pau.fr/~roose/tcap/http://www.iutbayonne.univ-pau.fr/~roose/tcap/

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11 Membres (PR, MCF, Docteur, Ingénieur,

Doctorants)

LIUPPA/UPPA Belloir Nicolas, Dalmau Marc, Laplace

Sophie, Louberry Christine, Pham Congduc, Roose Philippe, Hoang Natacha

CRAN/Nancy Université David Mickaël, Duran-Faundez Cristian,

Krommenaker Nicolas, Lecuire Vincent, Maimour Moufida

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IntrusCaméra

Autre capteur

Application « type »

Source image: B. Kechar

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Problématiques (1) Grand nombre de paramètres de

fonctionnement Couverture, Economie d’énergie

Activer/Éteindre un certain nombre de capteurs vidéos, de sélectionner ceux qui sont les plus à même de fournir la vidéo la plus intéressante (le plus proche, le meilleur angle, etc.)

Favoriser (a priori) les traitements sur les capteurs afin de minimiser les transferts/communications.

En fonction de l’application et du contexte il sera intéressant de déporter des traitements sur un ou plusieurs capteurs.

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Problématiques (2) Disponibilité, efficacité

Agir sur le routage des flux vidéo afin d’optimiser la circulation des informations, ou d’anticiper sur des baisses de batterie d’autres capteurs.

Hétérogénéité des nœuds complémentarité des fonctionnalités, notion de service, amélioration de la couverture

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Axes d’étude Axe A: Plateforme logicielle spécifique

Grand nombre de paramètres de fonctionnement Hétérogénéité des composants (matériels &

logiciels), notion de service Diversité des informations (scalaires & multimédia) Synchronisation forte (aspect temps-réel) entre

elles. Axe B: Communications & codage

Localisation Codage image & vidéo Routage, Contrôle de congestion Optimisation de l’état initial

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Intégration à la plateforme RECAP

Extrait du site web de Recap « many topics must be study such as topology control

(addressing, localization, etc.), data communication (broadcasting, routing, gathering, etc.), architecture (hardware, system -OS-, network -communication stacks-, etc.), applications (service lookup, distributed database, etc.).

RECAP4 Axes développés

SP1 Applications SP2 Data Communication SP3 Topology Control SP4 System Architecture

TCAP2 Axes développés:

AXE A : Modélisation, Architectures, Composants Logiciels

AXE B: Localisation, Codage des Images, Routage multi-chemin, Contrôle de Congestion

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Axe A

Modélisation (LIUPPA)Architectures (LIUPPA)Composants Logiciels (LIUPPA)

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Modèle Composant Unifié, Plateforme

S e n s o r

C o n te n e u r M u lt im édia

E S

E : Po rt d'En tréeO : Po rt de S o rt ie

F lu x d'éta t sF lu x de co m m a n de s

Flu x à re la y e r

Flu x de D o n n ée s

UE US

UC

Pla te fo rm e

Flu x re la y é

Flu x de do n n ée s

Eta t s C o m m a n de s

Plateforme

Flux locauxGroupe de composants

correspondant à un service

ComposantFlux sur le réseau

Application et Plateforme distribuées

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Choix technologiques Plateforme OSGi

Implémentation standard « Félix » Implémentation light « Concierge »

Middleware distribué Totalement (sites fixes) Partiellement (capteurs)

Architecture à services Usine à containers (PE) Usine à conduits Routage Supervision

Implémentation en cours

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Organisation en couches

Inte ro pé rabi l i té(C o dage de s Im age s ...)

L o c al is at io n

C o ntrô le de C o nge s t io n R o utage M ult i - c he m in

P late - fo rm e dis tr ibué e

C 1

C 2C 4

C 5 C 3 }C ap teurs et/o uC o m p o s ants

A p p lic a tio n

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Axe B

Localisation (CRAN)Codage des Images (CRAN)Routage multi-chemin (CRAN/LIUPPA)Contrôle de Congestion (CRAN/LIUPPA)

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Routage multi-chemin Interference-aware Multipath routing

M. Maimour, CRAN

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Contrôle de congestion Sans pertes:2 directions possibles

Adaptation du débit: codage avancé, réduction fréquence d’envoi des msg, réduction de la fenêtre d’anticipation

Distribution de la charge: routage multi-chemins

Avec pertes: 2 directions possibles Filtrage, élimination des redondances

(couverture, données, sémantique?) Mécanisme de type AQM dans les nœuds

relais

C. Pham (LIUPPA, UPPA)

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Contrôle de congestion Etudes préliminaires: contrôle de congestion

au dessus d’un routage multi-chemin: notification explicite puis répartition de charge

Etudes futures mesurer plus précisément le niveau de congestion prises en compte de la couverture, de la pertinence

et des redondances lors du contrôle

Exemple de scénario

S11

2

5

6

sink 3

4

S3 S42 1 90

3 0 0

1 0 0

inUse

7

10

S28

9

inUse

1 1 50

2 0 0

inUse

inUse

11

Min threshMax thresh

Average Queue Length

50

50

CN(node-id,path-id,nb-flows)

90

90

CN(5,1,4)CN(5,2,4)

CN(5,1,4)CN(5,2,4)

CN(5,1,4)CN(5,2,4)

CN(5,1,4)CN(5,2,4)

CN(5,1,4)CN(5,2,4)

1 1 50

2 0 0

2 1 90

3 0 0

1 0 0

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Optimisation de l’état initial

Les capteurs vidéo possèdent un niveau de paramétrage plus élevé: rotation de caméra=forme de

mobilité qui influe sur la couverture Transmission de patrimoine dans le

cas d’algorithmes de reconnaissance Optimiser le nbr de capteurs actif

pour une couverture donnée

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Matériels

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Plateforme « réseaux de capteurs » du CRAN

Matériels de Crossbow Technology inc. 30+10 motes (10 MICA2DOT, 20 MICA2 + 10 MICAZ). Capteurs de lumière, de température, acoustique, sismique,

humidité, etc. 1 système de positionnement GPS. 8 puits pour l’interconnexion via ethernet (2), RS232 (1) et USB (5).

Matériels de SkyeTek inc. 4 modules M1-Mini (lecteurs d’étiquettes RFID).

Matériels de Pentar inc. 4 capteurs d’images « cyclops ».

Matériels de Particle Computer GmbH. 10 motes pParticle. 4 puits pour l’interconnexion via ethernet (1), USB (2) et 802.11 (1).

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Matériel : Sun Spot Partenaire officiel de SUN Micro

System (3 kits) Processeur : ARM920T 180MHz 32-bit 512K RAM et 4M Flash. Communication : 2.4GHz radio

(antenne intégrée sur carte) – Chipset radio : TI CC2420 (ChipCon) – compatible IEEE 802.15.4

Machine Virtuelle Java (Squawk)