Toplogies Capteurs Sans Fils

BeanAir

“Plug and Play” Wireless Sensor Network

Cergy Pontoise

Note d’application NA_002R1.1:Les différentes topologies de réseaux de capteurs sans fil Beanair

Réf : 5827_0000 Date de publication : 23/03/2009 Modèle : SES_V120 Page : 1 / 11

Note d’application:

Les différentes topologies de réseaux de capteurs sans fil

NA_002R1.1

BeanAir


Cergy Pontoise



DOCUMENT N° Document Version 1.1

Référence externe Date de publication

Auteur JONATHAN DINIS

Code Chantier Code Projet

Libellé Projet

VALIDATION

Fonction Destinataires Pour

validation Pour info

Rédacteur Jonathan Dinis �

Lecteur Damon Parsy �

Valideur Philippe Fromon �

DIFFUSION

Fonction Destinataires Pour

action Pour info

Associé Damon Parsy Fondateur BeanAir

Prestataire 1

Mises à jour

Version Date Auteur Evolution et Statut

1.0 27/03/09 Jonathan Dinis Création du document

1.1 08/04/3009 Damon PARSY Mise à jour SI

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Sommaire

1. LES TOPOLOGIES DE RESEAUX SANS FIL .................................................................................................. 4 1.1 Le réseau étoile ......................................................................................................................................... 4 1.2 Le réseau arbre (« cluster » en anglais) ................................................................................................... 5 1.3 le réseau maillé (« Mesh » en anglais) ..................................................................................................... 6

2. CONNECTIVITE AVEC LES SYSTEMES D’INFORMATION DU CLIENT....................................................... 8 2.1 Réseau ZIGBEE® / Ethernet..................................................................................................................... 8 2.2 APPLICATION MULTI-RESEAUX Zigbee® / ETHERNET ....................................................................... 9 2.3 réseau Zigbee® / GPRS.......................................................................................................................... 10 2.4 APPLICATION MULTI-RESEAUX Zigbee® / GPRS .............................................................................. 11

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1. LES TOPOLOGIES DE RESEAUX SANS FIL

1.1 LE RÉSEAU ÉTOILE

Une architecture de réseau étoile est composé d’un coordinateur du réseau de capteurs sans fil BeanGateway® et d’une pluralité de nœuds capteurs sans fil BeanDevice®.

Le réseau étoile est particulièrement adapté à deux types d’applications :

Transmission RF en dynamique : l’absence de nœuds de routage permet de réduire fortement le temps de latence due aux mécanismes de re-routage des données de mesure.

Transmission RF en champs libre, où très peu d’obstacles sont présents.

Exemple d’application : Réseau étoile sur un parc éolien

Chaque aérogénérateur étant équipé d’un capteur de courant sans fil (BeanDevice® AN-420 + Capteur de courant à effet Hall avec sortie 4-20 mA).

Un coordinateur BeanGateway® Zigbee®/GPRS permet de rapatrier les données de mesure de courant par Zigbee® puis de les transmettre par GPRS vers un serveur Web distant et sécurisé.

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Capteur de courant avec

sortie 4-20 mA

Application Réseau étoile

sur site isolé

BeanDevice® AN-420(Plateforme d’acquisition de

signaux 4-20 mA)

Web Server Vertical M2M(PC connecté à Internet)

Transmission GPRS

BeanGateway ® GPRS Autonome sur batterie

Transmissions par

protocole ZigBee®

1.2 LE RESEAU ARBRE (« CLUSTER » EN ANGLAIS)

Un réseau arbre est composé d’une « route principale » par laquelle transitent toutes les informations échangées entre les capteurs sans fil BeanDevice® et le BeanGateway®. Ce type de réseau est constitué de la façon suivante :

Des capteurs sans fil BeanDevice® qui enregistrent et transmettent les informations des capteurs

Des routeurs sans fil BeanMote® qui constituent la route principale d’échange d’informations.

Un coordinateur du réseau de capteur sans fil BeanGateway® qui organise et transmet les informations en provenance du réseau sans fil vers l’application de supervision du réseau sans fil (BeanScape®).

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Réseau arbreExemple d’application : fabrication de composants MEMS

Salle de contrôle

BeanScape® (visualisation et configuration

du réseau de capteurs sans fil)

BeanGateway ®(Coordinateur du réseau

de capteurs sans fil)

Connexion Ethernet

BeanMote®( Routeurs sans fil )

Sens de circulation

des informations

BeanDevice T-Si(capteur de température sans fil

de technologie Silicium)

BeanDevice Hi-Inc(inclinomètre sans fil

de technologie MEMS)

Protocole ZigBee®

1.3 LE RESEAU MAILLE (« MESH » EN ANGLAIS)

Le principal point fort d’un réseau Mesh est de s’adapter rapidement vis-à-vis de l’environnement du client. Une topologie de réseau maillé offre la possibilité de faire circuler les données de mesure en empruntant plusieurs chemins possibles.

Exemple d’application : Instrumentation d’un réseau Mesh sur un parc de machines industrielles

Dans cette application de réseau mesh sur un parc de machines industrielles, le local est composé de murs à travers lesquels les ondes radio ne peuvent circuler. En ajoutant des routeurs sans fil, il est des lors possible de contourner les obstacles.

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Réseau MailléExemple d’application : Parc de machines

Salle de contrôle

BeanScape® (visualisation et configuration

du réseau de capteurs sans fil)

BeanGateway ®(Coordinateur du réseau

de capteurs sans fil)

Connexion Ethernet Machine

3

Ma

chin

e 4

Machine 1

Machine

2

BeanDevice®(Plateforme d’acquisition sans fil)

BeanMote®( Routeurs sans fil )

Mu

rs t

rès

ép

ais

Protocole

ZigBee®

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2. CONNECTIVITE AVEC LES SYSTEMES D’INFORMATION DU CLIENT

2.1 RESEAU ZIGBEE® / ETHERNET

Cette installation permet de visualiser et de configurer le réseau de capteurs sans fil à partir d’un poste de contrôle distant.

Le schéma ci-dessous représente la chaîne de transmission de mesure d’un réseau Zigbee® / Ethernet.

Protocole

Zigbee®

Réseau de capteurssans fil

BeanScape®(visualisation et configuration

Du réseau de capteurs sans fil)

Connexion directe au PC

ZigBee®/Ethernet

BeanGateway ®(Coordinateur du réseau)

Connexion

Ethernet

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2.2 APPLICATION MULTI-RESEAUX ZIGBEE® / ETHERNET

Réseau N°1 de capteurs sans fil

Zigbee®

Zigbee®

Zigbee®



Switch Ethernet

BeanScape®(visualisation et configuration

des différents réseaux)

Application Multi-réseaux

ZigBee® /Ethernet

BeanGateway ®(Coordinateur du réseau N° 1)



Connexion

Ethernet

Serveur

Borne Wifi

PC portable(en connexion Wifi)

Le BeanScape® peut aisément gérer plusieurs réseaux de capteurs sans fil. Chaque réseau de capteurs sans fil sera identifié par une adresse unique de « PAN ID » (Personnal Area Network).

Dans cette configuration il est nécessaire de passer par un Switch Ethernet afin de partager les différents branchements Ethernet.

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2.3 RESEAU ZIGBEE® / GPRS

BeanGateway ® GPRSAutonome sur batterie

Zigbee®


Application réseau

ZigBee® /GPRS

Borne Wifi


Connexion Internet

Connexion

Ethernet

ou Wifi

Réseaux

Opérateurs

GPRS

Réseau de capteurssans fil

Sur un réseau sans fil hybride GPRS/ Zigbee®, les relevés de mesure sont effectués en local au niveau du réseau Zigbee®. Ils sont ensuite centralisés au niveau du BeanGateway® puis transmis par GPRS à longue distance vers une application de serveur WEB sécurisé.

Ce type de réseau sans fil hybride est adapté à deux types d’applications :

Application sur site isolé : l’ensemble du réseau de capteurs sans fil peut fonctionner de façon autonome sur batteries

Application non intrusive vis-à-vis du SI du client

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2.4 APPLICATION MULTI-RESEAUX ZIGBEE® / GPRS




Zigbee®

Zigbee®

Zigbee®

Réseau N°3 de capteurs

sans fil


sans fil


Application Multi-réseaux

ZigBee® /GPRS

Borne Wifi



sans fil

Connexion Internet

Connexion

Ethernet

ou Wifi

Réseaux

Opérateurs

GPRS

Sur ce type de réseau, le client peut disposer de plusieurs sites distants. Chaque site est doté d’un réseau sans fil Zigbee®/GPRS.

Chaque réseau étant identifié par le biais de son adresse PAN ID.

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