IMA3/IMA4 2018/2020 P10

Présentation générale

Administration système, déploiement et surveillances de logiciels dans un réseau de capteurs 

Description

Dans le cadre de recherches dans le domaine des réseaux de capteurs et des objets connectés, notre projet consiste à développer une solution de maintenance et de reconfiguration à distance d'un ensemble de noeuds déployés dans un environnement réel. Afin de faciliter la vie de ces chercheurs sur le test de leurs hypothèses, ils pourront facilement et rapidement déployer leurs hypothèses sur tout les noeuds souhaités grâce à un système de sélection des noeuds souhaités ou bien du téléchargement du nouveau code sur tous les noeuds.

Objectifs

L'objectif principal de notre projet est de créer une interface permettant de tester des programmes ou logiciels en les déployant sur le vaste réseau de capteurs que nous aurons conçu. Nous devons rendre accessible chaque nœud indépendamment des autres, tout en permettant un lien entre tous, afin d'envoyer le contenu vers tout ou une partie des nœuds disponibles.

Enfin, nous allons permettre la mise à jour et l'adaptation du chemin d'envoi des données des nœuds entre eux et avec l'application de gestion.

Analyse du projet

"LiveLink" de Trilux

"Philips Hue" de Philips

"OccuSwitch" de Philips

Logo du Laboratoire

Positionnement par rapport à l'existant

Notre projet se différencie des systèmes déjà existant essentiellement sur un point : le prix. En effet, globalement, les produits vendus dans ce secteur sont de simples lampes ou luminaires dont le coût est plus faible à l'achat direct. Notre produit, lui, permet des économies dans la durée, quelles soient financières ou même énergétiques, avec une meilleure gestion de l'éclairage qu'une lampe classique. Nous entrons donc dans le cadre du développement durable, qui est un enjeu majeur du 21ème siècle.

De plus, ces produits sont souvent plus simples à installer. Cependant, nous comptons rendre notre produit petit et facilement installable dans un endroit donné.

Enfin, notre projet permettrait à l'utilisateur de disposer d'un éclairage agréable et non éblouissant.

Les concurrents ci-dessous nous paraissent les plus proches de notre projet. Ils reprennent une grande partie des idées que nous avons concernant l'éclairage. Cependant, notre système sera reconfigurable selon l'envie et le besoin de l'utilisateur. En effet, on peut supposer remplacer les capteurs de mouvements par des capteurs de température, et les lampes par une climatisation ou un système de chauffage par exemple. Nous proposons également l'automatisation de la gestion de l'éclairage en fonction de l'intensité lumineuse naturelle, ce qui n'est pas proposé par ces produits concurrents.

Analyse du premier concurrent

Notre premier concurrent est Trilux, avec son système de gestion de l'éclairage LiveLink. Ce système est composé de capteurs se chargeant de détecter toute présence et le pourcentage de lumière du jour dans les différentes zones d'un espace. Il fournit ensuite l'éclairage nécessaire : lorsqu'une personne est détectée, il commande l'allumage des luminaires et si l'intensité de la lumière du jour augmente, il réduit le pourcentage d'éclairage artificiel au niveau souhaité. LiveLink dispose d'une interface graphique permettant la gestion manuelle de l'éclairage.

Analyse du second concurrent

Notre second concurrent est Philips, avec plusieurs de ses produits.

Tout d'abord, son ampoule connectée à détecteur de mouvements Philips Hue. Placé dans un environnement, ce produit permet de gérer l'éclairage en fonction de la présence éventuelle d'individus. Il permet de gérer la couleur de l'éclairage grâce à une application mobile en choisissant parmi une large palette de couleurs. Philips nous propose de régler également l'intensité de l'éclairage en fonction de l'heure et de synchroniser la couleur avec un film ou de la musique.

Ensuite, son système de gestion de l'éclairage OccuSwitch. Ce système est un détecteur de mouvement qui permet d'éteindre les luminaires dans un local ou un espace lorsque celui-ci est inoccupé et d'économiser ainsi jusqu'à 30 % d'électricité. Il est facile à installer, permet de faire des économies d'énergie et est compatible avec la plupart des lampes et luminaires.

Analyse d'autre concurrent

Notre concurrent principal reste le FIT(Future Internet Testing Falicity)/IoT-Lab. Il s'agit d'un laboratoire dont les recherches se portent sur les différents domaines scientifiques tel que les adresses de communications sans fils, des réseaux de capteurs, des protocoles de routages basse consommation et applications embarquées. Ce labarotaire dispose de plus de 1500 de nœuds de capteurs sans fils propagés à travers les six sites différents en France qui sont : Inria Grenoble (640), Inria Lille (293), Inria Saclay (264), ICube Strasbourg (400), Institut Mines-Télécom Paris (160) and CITI Lab Lyon (29). Ils possèdent des variétés de capteurs de réseaux sans fils avec différentes architectures de processeurs tel que le 802.15.4 PHY @ 800 MHz où 2.4 GHz.

Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé

De nombreux chercheurs et développeurs créent de nouveaux codes adaptés à l'utilisation d'un réseau de capteur. Ces codes doivent être facilement déployés sur le réseau afin de pouvoir y réaliser des essais rapides. Cela permet de corriger rapidement les erreurs liées à leur mauvais fonctionnement.

Supposons que notre réseau est réparti sur une très grande surface. Le chercheur voulant tester son code doit l'envoyer à partir de son ordinateur sur le réseau. Notre projet va lui permettre de rester assis dans son bureau et de ne pas devoir charger le code sur chaque nœud de capteurs. Ces derniers seront capables de transmettre l'information au nœud complet suivant et de choisir un autre chemin (contourner un nœud par exemple) en cas de perturbations (présence de réseau Wi-Fi à proximité, etc...). Ils seront également capables de communiquer en retour avec le serveur pour indiquer la bonne réception des données ou éventuellement leur mauvais fonctionnement.

A travers notre projet, nous voulons rendre possible ces exports rapides de données par un système sans fil. Il nous faudra utiliser un routeur qui permettra la liaison entre chaque "nœud complet" et le serveur de données. Dans chacun de ses nœuds, on trouve plusieurs nœuds de mesures comportant chacun un microcontrôleur associé à des capteurs. Pour accéder à un capteur ou un ensemble de capteurs en particulier, d'un type précis, ou à un endroit précis, il nous faudra sélectionner le ou les nœuds complets, puis le ou les nœuds de mesures sur lequel ils se trouvent. Ceci se fera à l'aide des microcontrôleurs du réseau et de l'interface radio.

Pour pouvoir envoyer ses codes sur le réseau, le chercheur dispose d'une interface web graphique connectée au même serveur que les nœuds. Cette interface permettra la sélection de tout ou d'une partie du réseau sur laquelle il doit effectuer les modifications. Une fois les nœuds d'envoi choisis, il pourra envoyer ses codes et les mettre à jour en quelques clics. Le code sera envoyé sur le serveur et distribué par le routeur sur les nœuds sélectionnés. Les différents nœuds feront un retour sur la réception à travers le serveur et la base de données, et le chercheur pour ainsi tester rapidement sa réalisation.

Préparation du projet

Liste des tâches à effectuer

Equipe 1

Eymeric Capronnier

Déploiement d'un routeur à base de Banana Pi R2. Ce routeur permettra d'accéder aux différentes Raspberry Pi et il filtrera les accès. Déploiement de OpenWRT sur ce routeur.

Equipe 2

Ziyad Houssaini

Déploiement des logiciels sur les Raspberry Pi avec la création de différents scripts pour faciliter ce déploiement, en utilisant notamment Ansible.

Equipe 3

Guillaume Rouillé

Déploiement d'un serveur permettant de récupérer les différentes données issues des capteurs (création d'une base de données et d'un site web dynamique pour l'affichage).

Calendrier prévisionnel

Le calendrier prévisionnel peut se concrétiser sous la forme d'un diagramme de GANTT.

Réalisation du Projet

Projet S6

Eventuellement créer des sous-pages par équipe avec le compte-rendu des réunions de groupe sur cette page principale.