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SCEE : Signal, Communication et Electronique Embarquée


Capteurs intelligents


1. Modèle en trois couches de la radio intelligente.

Pour expliquer ce modèle, nous avons volontairement découpé en trois grandes couches le modèle (voir figure 1)

  • une couche de haut niveau, qui regroupe essentiellement la couche application, ainsi que les interfaces de type homme-machine, appelée couche supérieure ;
  • une couche intermédiaire dans laquelle on retrouve les couches Transport et Réseau;
  • une couche de bas niveau dans laquelle on retrouve les couches MAC et physique, appelée couche inférieure.

    L’ensemble de ces couches fonctionne sur une plate-forme RL (si possible idéale), mais ce modèle fonctionne aussi avec une plate-forme radio logicielle restreinte. Ces plates-formes radio logicielle reposent sur une architecture matérielle d’exécution, qui en toute généralité est hétérogène. Cette plate-forme est idéalement abstraite à travers une couche d’abstraction, qui offre une transparence en termes d’implantation de composants logiciels de traitement du signal que l’on y exécute. Dans le modèle de la figure 1, nous avons dans la colonne de gauche fait figurercertains capteurs. Dans la colonne de droite sont cités les domaines de recherche relatifs à la couche en question avec lesquels la RI entretient des liens très étroits. Bien entendu comme notre objectif est d’optimiser le fonctionnement de ces trois couches de manière intelligente, la RI aura aussi un lien très fort avec le domaine émergent de l’optimisation intercouches. Ce que l’on trouve dans la littérature sous la dénomination « radio opportuniste » est, suivant le modèle précédemment présenté, la restriction à la sous-partie de la couche physique de la RI concernée par la gestion du spectre.

    2. Les capteurs de la radio intelligente

    Dans notre vision, le mot capteur doit être pris au sens large. Il s’agit de tout moyen donnant de l’information de toute nature pouvant être mise à profit dans le cycle intelligent pour optimiser le lien radio afin d’améliorer le service rendu. Ces différents moyens vont des capteurs au sens classique du terme (microphone, etc.) aux capteurs appelés intelligents dans la littérature et fournissant une information qui résulte d’un traitement évolué (par exemple la réponse impulsionnelle d’un canal). Classiquement on peut faire la liste de ces capteurs en fonction de l’environnement considéré comme dans le tableau 1. La classification proposée dans le tableau 2. est cohérente avec le modèle proposé dans la figure 1.

    Tableau 1. Classification d’une liste (non exhaustive) de capteurs en fonction de l’environnement

    Tableau 2. Classification des capteurs en fonction du modèle simplifié en trois couches

    3. La « bulle sensorielle intelligente »

    Ce concept de « Bulle Sensorielle Radio Intelligente » (BSRI) a été défini en ayant présent à l’esprit la notion très classique de « bulle sensorielle humaine » (voir l’article [PAL 07]). Cette bulle est un espace multidimensionnel autour de l’équipement considéré (figure 3), avec une dimension par capteur (exactement comme la « bulle humaine », avec ses capteurs : cinq sens, voir la figure 2) [REB 04]. Nous avons étendu cette bulle humaine ou animale au monde des objets inanimés tels que les équipements de RI, grâce à leur capacités à prendre en compte leur environnement. De ce point de vue, ce travail s’inclut dans le domaine appelé « systèmes bio-inspirés ». Chaque dimension de la BSRI peut être représentée par plusieurs paramètres (tels que la température et le temps pour un thermomètre classique). Donc, à chaque capteur Ci est associé un vecteur de paramètres défini par Vi = [Pi0, ..., Pij , ..., PiJ-1] avec i = 0, ...,N -1 et j = 0, ..., J -1 où N est le nombre total de capteurs considérés et J le nombre de paramètres du capteur Ci. L’un de ces paramètres peut représenter une distance, comme cela est le cas pour certains capteurs de la « bulle humaine » (ouie, vue, toucher). Dans certaines situations le vecteur peut ne contenir qu’un seul paramètre. Considérant le modèle simplifié du cycle intelligent la BSRI est clairement située dans la fonction « analyse de l’environnement ». Cette BSRI donne toutes les informations pertinentes sur l’environnement immédiat de l’équipement de manière à ce que les algorithmes de décision prennent les décisions adéquates.

    Figure 2. La bulle humaine

    Figure 3. La bulle sensorielle RI


    [PAL 07] PALICOT J., HACHEMANI R., MOY C., « La bulle sensorielle radio intelligente », Revue de l’électricité et de l’électronique, n° 9, 2007. [PAL 09] PALICOT J., MOY C., HACHEMANI R., «Multilayer sensors for the sensorial radio bubble », Physical Communication, vol. 2, p. 151-165, mai 2009.

    [REB 04] REBHAN P., « Bubbles of Perception : exploring the limits and the future of human perception », http ://www.rebfile.com/bop-images/Bubbles of Perception Ebook.pdf., 2004.

    [Pal] Palicot J (sous la direction de), De la radio logicielle à la radio intelligente, Collection Télécom, Lavoisier Librairie, june 2010 ; ISBN : 978-2-7462-2598-5

  • Mise à jour : le 28/05/2013 16:11