Download - 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
“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 : 2 / 11
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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Réf : 5827_0000 Date de publication : 23/03/2009 Modèle : SES_V120 Page : 3 / 11
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®
Réseau N°3 de capteurs sans fil
Réseau N°2 de capteurs sans fil
Switch Ethernet
BeanScape®(visualisation et configuration
des différents réseaux)
Application Multi-réseaux
ZigBee® /Ethernet
BeanGateway ®(Coordinateur du réseau N° 1)
BeanGateway ®(Coordinateur du réseau N° 3)
BeanGateway ®(Coordinateur du réseau N° 2)
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®
Web Server Vertical M2M(PC connecté à Internet)
Application réseau
ZigBee® /GPRS
Borne Wifi
PC portable(en connexion 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
BeanGateway ® GPRSAutonome sur batterie
BeanGateway ® GPRSAutonome sur batterie
BeanGateway ® GPRSAutonome sur batterie
Zigbee®
Zigbee®
Zigbee®
Réseau N°3 de capteurs
sans fil
Réseau N°2 de capteurs
sans fil
Web Server Vertical M2M(PC connecté à Internet)
Application Multi-réseaux
ZigBee® /GPRS
Borne Wifi
PC portable(en connexion Wifi)
Réseau N°1 de capteurs
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.