Plus petits, plus fiables et reconfigurables en fonction des applications, adaptables en fonction des types de capteurs et intégrés sur substrat souple, une nouvelle génération de réseaux de capteurs sans fil développés au LAAS représentent un apport déterminant à l’avènement des systèmes cyberphysiques.

La dernière décennie a vu l’émergence d’une nouvelle thématique de recherche autour des systèmes cyberphysiques, aussi appelés l’Internet des objets, se basant sur de nouvelles générations de réseaux de capteurs sans fil intelligents. L’Internet des objets (Internet of Things) vise à déployer des réseaux de capteurs ultra miniaturisés présentant des consommations les plus faibles possibles afin de garantir des durées de vie les plus longues possibles. Il s’agit d’un domaine en pleine effervescence de par sa transversalité et la multiplicité des applications qui sont envisagées et de par les nouvelles approches qu’il autorise en ce qui concerne l’instrumentation avancée et distribuée et l’échange de données diverses à des débits variables. Ces réseaux de capteurs de nouvelle génération auront des applications pour l’instrumentation et le test, la surveillance des environnements industriels, l’amélioration de l’environnement des villes, la prévention des accidents et la santé.

Plusieurs défis technologiques sont relevés sur chaque élément du système, le développement de capteurs innovants très basse consommation utilisant les nanotechnologies, par exemple ; la récupération, le stockage et la gestion de l’énergie, tout en miniaturisant les circuits concernés ; le développement d’architectures de communication sans fils reconfigurables à faible consommation et forte immunité contre les interférences ; le développement de couches MAC (Media Accès Control) déterministes et de faible consommation ; l’inclusion de nouveaux services dans les réseaux tels que la synchronisation des horloges ou la localisation.

Un autre grand défi technologique se pose pour l’intégration système sur substrat souple du nœud capteur communicant contenant le capteur lui-même, les circuits de communication sans fil et la partie récupération, stockage et gestion d’énergie. L’intégration sur substrat souple permettra de positionner ce réseau de capteurs même dans les endroits les plus difficiles d’accès tout comme sous forme de patch non invasif sur la peau pour des applications médicales.

L’apport majeur des travaux de recherche porte sur la couche physique en utilisant une nouvelle technologie de type UWB (Ultra Wide Band) complètement reconfigurable en fonction des demandes de l’application, toute en restant de très faible consommation, critère essentiel pour les réseaux des capteurs. Des circuits de très faible consommation et très performants, en technologie CMOS avancée, pour les communications à 60GHz ont également été conçus et implémentés. Un nouveau protocole de communication de niveau MAC avec une synchronisation d’horloge qui permettra entre autre une encore plus faible consommation a été conçu, développé et implémenté. Un procédé technologique novateur d’intégration substrat souple a été développé dans la centrale de technologie du LAAS pour l’intégration système du nœud communicant. La plateforme de communication sans fil ainsi intégrée sur substrat souple est complètement modulable en fonction du type de capteur. L’architecture de communication étant reconfigurable, ce type de nœud communicant peut répondre à des applications très diverses du monde industriel, des communications dites Machine to Machine et contribuer à l’avènement des systèmes cyberphysiques.