L’émetteur A est fixé à la même hauteur de 70 cm que le relayeur B. Nous déplaçons ensuite successivement la bouée avec un pas de 5 m entre deux positions successives. Nous utilisons un télémètre pour repérer la distance de l’émetteur A par rapport au relayeur B sur la berge.
Nous avons évalué RSSI, LQI ainsi que le taux de réception des trames en fonction de la distance entre les nœuds A et B. Nous avons effectué plusieurs mesures en deux temps sur la journée, le matin et l’après-midi, pendant lesquels les conditions métrologiques ont évolué. La matinée était pluvieuse et nuageuse tandis que l’après- midi était ensoleillée et dégagée.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Distance [m] −100 −95 −90 −85 −80 −75 −70 RSSI [dBm] Matin´ee Apr`es-midi
Figure 2.11 – RSSI en fonction de la distance.
Les figures 2.11 et 2.12 représentent les comparaisons des variations de RSSI et LQI dans les deux conditions métrologiques. Sur ces courbes, on constate que le RSSI décroît avec la distance tandis que LQI évolue dans le sens contraire. En effet, pour le composant CC1101 la valeur de LQI faible signifie une meilleure qualité de lien. Globalement, on peut constater que pour des positions proches, les mesures de RSSI dans la matinée sont faibles par rapport à celles de l’après-midi. Dans la matinée, entre 30 et 48 mètres, la valeur de RSSI a chuté de plus de 15 dB, passant de -78 dBm à près -95 dBm. Dans cet intervalle, on constate que LQI s’est accru.
Nous remarquons une différence remarquable en terme de portée 2.13 et 2.13. Pour un taux de réception (PDR) de 90%, la portée est de 38 m dans la matinée et de 65 m dans l’après-midi. Pour les deux séries de mesures, on constate que le taux de réception de plus 90% correspond à des valeurs de LQI inférieures à 55.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Distance [m] 45 50 55 60 65 70 75 LQ I Matin´ee Apr`es-midi
Figure 2.12 – LQI en fonction de la distance.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Distance [m] 50 60 70 80 90 100 PD R [%] Matin´ee Apr`es-midi
Figure 2.13 – Le taux de réception.
(parking) montre que le lien radio se comporte mieux à la surface de l’eau 2.14 ce que confirme les observations faites dans la littérature. L’hypothèse relative à cette différence est peut-être due la nature de la surface du terrain d’expérimentation lui-même, qui absorbe et disperse plus facilement le signal radio dans la bande des 433 MHz.
Bien que le nombre des mesures réalisées ne soit pas suffisant pour caractériser avec certitude l’environnement à la surface de l’eau, elles nous ont permis d’avoir les idées claires sur les comportements du lien radio dans cet environnement et de définir certains paramètres de déploiement (portée des nœuds, hauteur des antennes, puissance d’émission). Les mesures collectées des divers indicateurs ont confirmé qu’il existe une interaction réelle entre la qualité du lien radio et les facteurs extérieurs du milieu de déploiement (humidité, température, pluie, etc.). Nous avons également comparé la pertinence des différents indicateurs (RSSI et LQI) et leurs capacités à
0 10 20 30 40 50 60 70 Distance [m] 40 50 60 70 80 90 100 PD R [%] `A la surface de l’eau Sur un terrain dur
Figure 2.14 – La comparaison des taux de réception à la surface de l’eau et sur la terre ferme.
refléter la fluctuation de la qualité du lien radio. Les résultats de ces observations sont à la base de notre proposition des protocoles qui doit tenir compte de ce caractère du lien radio variable voire même intermittent et non-fiable.
Chapitre 3
Présentation générale de la solution
Ce chapitre présente nos propositions de solution. Nous décrivons les principes généraux et protocoles qui constituent ces propositions. Elles sont basées sur des constats faits grâce aux résultats de notre expérimentation sur le lac, et sur le travail bibliographique portant sur les mécanismes adaptés à des conditions similaires à celles que nous envisageons de déployer sur le réseau.
3.1
Paramètres de l’étude
Nous voulons déployer un RCsF afin de récolter des données de capteurs (tempé- rature, pression, etc.) répartis à la surface d’une étendue d’eau. Les capteurs collectent les mesures dans l’environnement de surveillance et les nœuds auxquels ils sont connectés doivent les acheminer à un site de traitement distant via un réseau sans fil. Ces capteurs collectent les mesures périodiquement à la fréquence d’une heure ou à la demande de l’application : l’application envisagée de surveillance d’une étendue d’eau. Il s’agit par exemple de surveiller la propagation d’un polluant à la surface d’un lac ce qui nécessite des mesures actualisées, le paramètre temps est à prendre en compte pour suivre l’évolution du phénomène à surveiller. Les nœuds ne disposent pas assez de mémoire pour archiver les données et doivent donc les retransmettre le plus tôt possible.
L’étendue à surveiller est de l’ordre de plusieurs dizaines d’hectares. Les nœuds qui flottent à la surface de l’eau doivent être discrets. Comme vu précédemment, l’environnement lacustre ou marin n’est pas favorable à la communication sans fil : différents phénomènes affectent la qualité du lien radio (réflexions, absorption, les mouvements des vagues modifiant la position des antennes, etc.) De ce fait, la portée radio des nœuds peut varier entre 30 et 70 mètres selon les conditions. Compte tenu de cet ordre de grandeur de la portée, le réseau nécessite une trentaine de nœuds afin de couvrir la superficie envisagée et de garantir une densité correcte pour des solutions de routage multi-chemins. Les nœuds peuvent être déployés de façon aléatoire ou à des positions prédéfinies en fonction de la localisation du phénomène à surveiller.
Notre réseau comporte un puits placé à la berge et des nœuds capteurs dispersés sur la surface de l’étendue d’eau. Les mesures récoltées sont envoyées au puits, celui-ci pourra utiliser d’autres types de liaison comme l’internet afin d’acheminer ces données vers le site de traitement.