Améliorations des normes pour la performances prévisibles dans l'Internet des objets industriel dans les ambiances à l’intérieur

Standard improvements and predictable performance for industrial Internet of things in indoor deployments

• Auteur / Autrice : Rodrigo Teles Hermeto
• Direction : Fabrice Théoleyre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 28/11/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Valois
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Théoleyre, Fabrice Valois, Aline Carneiro Viana, Bernard Tourancheau, Antoine Gallais, Maria Rita Palattella
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Aline Carneiro Viana, Bernard Tourancheau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Réseaux de capteurs (technologie)

Réseaux locaux sans fil

IEEE 802.15.4 (norme)

Réseaux locaux industriels (informatique)

Mots clés libres

Réseaux Industrielles

6TiSCH

Interférence

Performance Prévisible

IEEE 802.15.4-TSCH

Industrial Networks

IEEE 802.15.4-TSCH

6TiSCH

Interference

Predictable Performance

Résumé

Les réseaux industriels sont utilisés pour surveiller les processus liés à la sécurité, où une fiabilité élevée et des délais prévisibles doivent être assurés. Pour cette raison, la norme IEEE 802.15.4-2015 a été publiée en 2016, en définissant le mode TSCH (Time-Slotted Channel Hopping). TSCH permet l’ordonnancement des transmissions où chaque noeud dispose de ressources dédiées pour communiquer en évitant les collisions. De plus, le mécanisme de saut de canal permet aux noeuds d’atténuer les effets des interférences externes. Toutefois, les pertes de paquets continuent à se produire en raison de variations de radio. L’objectif de ce travail est d’améliorer la fiabilité des réseaux sans fil dans les environnements intérieurs, où les obstacles et les interférences externes sont la règle. Nous nous concentrons principalement sur la recherche expérimentale pour identifier les limites et dans quelles circonstances ces réseaux ne parviennent pas à fournir une performance prévisible.

Industrial networks are typically used to monitor safety-related processes, where high reliability and an upper-bounded delay must be ensured. To attend these requirements, IEEE 802.15.4-2015 standard was published in 2016, defining the Time-Slotted Channel Hopping (TSCH) mode. TSCH allows the scheduling of transmissions, such that each device has enough opportunities for communicating while avoiding collisions. In addition, slow-channel hopping mechanism allows the nodes to combat the effect of external interference. Although TSCH increases the reliability, packet losses keep on occurring due to variations on the radioconditions, very common in indoor environments. The goal of this work is to improve the reliability of low-power wireless networks in indoor scenarios, where obstacles and external interference are the rule. We focus mostly on experimental research to identify the limits and in which circumstances these networks fail at providing a predictable performance.