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SENTAUR : sensor enhancement to augmented usage and reliability
Les WSNs sont de plus en plus utilisés pour le contrôle de santé des structures car c est une solution non-invasive plus simple à mettre en oeuvre que les solutions filaires. La majorité de ces applications utilisent la fusion de données récoltées par des capteurs répartis sur la structures à survei...
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| Auteurs principaux : | , , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | anglais |
| Titre complet : | SENTAUR : sensor enhancement to augmented usage and reliability / David Pallier; sous la direction de Sébastien Pillement et de Vincent Le Cam |
| Publié : |
2021 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
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| Note sur l'URL : | Accès au texte intégral |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Electronique et génie électrique : Nantes : 2021 |
| Sujets : |
| Résumé : | Les WSNs sont de plus en plus utilisés pour le contrôle de santé des structures car c est une solution non-invasive plus simple à mettre en oeuvre que les solutions filaires. La majorité de ces applications utilisent la fusion de données récoltées par des capteurs répartis sur la structures à surveiller/- diagnostiquer. Pour pouvoir comparer ou fusionner des données dépendantes du temps provenant de différents capteurs ceux-ci ont besoin d être synchronisés. La précision de synchronisation nécessaire dépend de l application, pour des applications comme la surveillance des lignes à haute tension elle peut atteindre la dizaine de nanosecondes. Les topologies des réseaux sont aussi très variées suivant les applications, la taille de ces réseaux atteint souvent l ordre du kilomètre pour les grandes infrastructures. Pour ces cas d applications, cette thèse propose une architecture de noeud spécifique couplée à un protocole de synchronisation basé sur le GPS. Ce protocole est facilement déployable sur toutes les structures extérieures car indépendant de la topologie réseau, robuste à la perte de noeud et précis à +/- 50 nanosecondes. Une solution adaptative est ensuite évaluée afin de minimiser la consommation du récepteur GPS en fonction de la précision de synchronisation attendue. L évaluation expérimentale de cette solution démontre une diminution de la consommation de 70% à 99% pour des précisions de synchronisation de 50 ns à 1.4 s. The usage of WSN over wired solutions for SHM is increasing due to their ease of setup and non-invasive nature. Most SHM applications require data fusion from multiple nodes scattered across the structure under evaluation. In order to use this timedependent data, the nodes need to be synchronized. The synchronization accuracy is determined by the application needs, it can go as low as tens of nanoseconds for specific use cases like power lines monitoring. These applications also present a wide variety of network topologies. For large infrastructures, the size of the network is substantial, as it can cover several kilometers. A specific node architecture paired with a GPS synchronization scheme is presented in this thesis for the aforementioned use cases. This synchronization solution allows for a +/- 50 nanoseconds accuracy, is easy to set up, and is robust to node failure since it does not depend on the network topology. An adaptable synchronization solution is then evaluated to minimize the GPS receiver power consumption under a synchronization accuracy goal. Experimental evaluation shows a 70% to 99% decrease of the energy consumption for an accuracy of 50 ns to 1.4 s. |
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| Variantes de titre : | SENTAUR |
| Notes : | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes) Partenaire(s) de recherche : Université Gustave Eiffel (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Olivier Sentieys (Président du jury) ; Bastien Chapuis (Membre(s) du jury) ; Daniela Dragomirescu, Jean-Marie Gorce (Rapporteur(s)) |
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