Contribution à la conception d'émetteur-récepteur pour microcapteurs autonomes

• Auteur / Autrice : Guillaume Terrasson
• Direction : Skandar Basrour, Renaud Briand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 24/11/2008
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Claude Pellet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yann Deval, Ian O’Connor
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Haese-Rolland, Fabien Ndajigimana

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microcapteurs

Radio -- Émetteurs-récepteurs

Mots clés libres

Réseaux de microcapteurs

Approche système

Autonomie

Conception et optimisation sous contrainte de consommation

Sensor networks

Systematic approach

Design and optimization under power constraint

Résumé

L’étude des réseaux de microcapteurs sans fil met clairement en évidence la contrainte principale de l’autonomie en énergie. En effet, ces microcomposants autonomes et communicants appelés aussi nœuds du réseau sont dispersés dans des lieux parfois peu ou pas accessibles. L’objectif de notre travail est de proposer une méthode de conception d’un émetteur-récepteur adapté à ce type de réseaux. Partant d’une modélisation au niveau système mettant en relief la part prépondérante du module radiofréquence sur la consommation moyenne d’un nœud, nous avons développé trois nouveaux outils de conception correspondant à différents niveaux de modélisation de la chaine de communication. Leur utilisation conjointe et les résultats de simulations obtenus nous offrent la possibilité de mettre en relation les spécifications et les performances d’un module radiofréquence avec la consommation. L’association de ces outils dans une méthode de conception itérative nous a permis de dimensionner une chaine de communication en fonction d’une contrainte de consommation. Finalement, nous avons conçu, fabriqué et testé, un amplificateur faible bruit (LNA ou Low Noise Amplifier) à 868 MHz qui présente des caractéristiques très intéressantes en termes de consommation.

Survey on wireless microsensor networks highlights the main constraint of energy autonomy. In fact, these autonomous and communicating microcomponents named network nodes are scattered into few or not open environment. The goal of our work is to propose a transceiver design method adapted to microsensor networks. After a demonstration of predominant part of RF into the mean power consumption of a microsensor node, we developed three new simulation tools which correspond to different level of transceiver modelling. Their use and obtained simulation results demonstrate the relation between transceiver specifications and performances with power consumption. The association of these tools was used to propose a new design method under power consumption constraint. Finally, we designed, produced and tested a 868 MHz Low Noise Amplifier which presents interesting power consumption characteristics.