Direction de recherche : Patrick GARDA

Co-encadrement : HACHICHA Khalil

Méthode d'estimation de la durée de vie des objets connectés

Les objets connectés sont des systèmes embarqués communicants, généralement alimentés par des sources d’énergie limitées comme des batteries. Leur durée de vie devient alors une contrainte importante qu’il est nécessaire de prendre en compte dès les premières étapes de leur conception. Dans le contexte de ces travaux de thèse, cette durée de vie est définie comme étant le temps qui s’écoule depuis le démarrage du système jusqu’à l’épuisement de sa source d’alimentation. Nous nous intéressons ici à l’estimation de cette durée de vie lors des phases de conception amont.
Une étude de l’état de l’art nous a montré que les solutions d’estimation proposées par la communauté scientifique ne sont pas assez précises. Aussi, afin de remédier à ce manque de précision, nous présentons une méthode permettant d’estimer cette durée de vie dans le cas d’application des réseaux de capteurs sans fils.
Cette méthode prend en considération trois aspects fondamentaux, à savoir, l’application logicielle embarquée sur le nœud de capteur, sa plateforme matérielle et la batterie qui l’alimente. Cette méthode a été implémentée sous la forme d’un environnement (framework) pour le simulateur de réseaux à évènement discret OMNeT++. Nous avons évalué la précision et les performances de simulation de notre méthode. Par ailleurs, dans le cadre d’une collaboration scientifique avec le SICS (Suède) notre méthode a été appliquée à l’étude d’un réseau de capteurs composé de 25 nœuds exploitant la plateforme matérielle T-Mote Sky, le protocole de communication 6LowPan et le système d’exploitation ContikiOS. Lors de cette étude, nous avons étendu la durée de vie du réseau de quelque mois à plus d’une année.
Enfin, nous avons confronté nos résultats de simulation à des mesures expérimentales. L’erreur moyenne absolue obtenue, tous modèles confondus, est comprise entre 6,17% et 11,56% de la durée de vie totale. En comparaison, les méthodes de l’état de l’art ont une erreur d’estimation supérieure à 35%. Soulignons que tous nos résultats de simulation ont été obtenus avec des modèles établis à partir des données disponibles dans les documentations techniques et qu’aucune calibration n’a été nécessaire.

Publications 2013-2022

• 2022
  • Th. Garbay, Kh. HACHICHA, P. Dobias, W. Dron, P. Lusich, I. Khalis, A. Pinna, B. Granado : “Accurate Estimation of the CNN Inference Cost within Microcontrollers”, TinyML EMEA 2022, Limassol, Cyprus (2022)
  • Th. Garbay, Kh. HACHICHA, P. Dobias, W. Dron, P. Lusich, I. Khalis, A. Pinna, B. Granado : “Accurate Estimation of the CNN Inference Cost for TinyML Devices”, 35^th IEEE INTERNATIONAL SYSTEM-ON-CHIP CONFERENCE, Belfast, Ireland (2022)
  • Th. Garbay, P. Dobias, W. Dron, P. Lusich, I. Khalis, A. Pinna, Kh. HACHICHA, B. Granado : “Estimation du coût d’inférence des réseaux de neurones convolutifs dans un microcontrôleur”, 16^e Colloque du GDR SoC2, Strasbourg, France (2022)
• 2021
  • Th. Garbay, P. Dobias, W. Dron, P. Lusich, I. Khalis, A. Pinna, Kh. HACHICHA, B. Granado : “CNN Inference Costs Estimation on Microcontrollers: the EST Primitive-based Model”, 28^th IEEE International Conference on Electronics Circuits and Systems IEEE ICECS 2021, Dubaï, United Arab Emirates (2021)
• 2015
  • Q. Bramas, W. Dron, M. Ben Fadhl, Kh. HACHICHA, P. Garda, S. Tixeuil : “WiSeBat: Accurate Energy Benchmarking of Wireless Sensor Networks”, The Forum on specification and Design Languages (FDL 2015), Barcelona, Spain, pp. 1-8, (IEEE Press) (2015)
  • Q. Bramas, W. Dron, M. Ben Fadhl, Kh. HACHICHA, P. Garda, S. Tixeuil : “De la Survie Énergétique des Réseaux de Capteurs”, ALGOTEL 2015 — 17^es Rencontres Francophones sur les Aspects Algorithmiques des Télécommunications, Beaune, France (2015)
• 2014
  • W. Dron : “Méthode d’estimation de la durée de vie des objets connectés”, thèse, soutenance 10/12/2014, direction de recherche Garda, Patrick, co-encadrement : Hachicha, Khalil (2014)
  • W. Dron, S. Duquennoy, Th. Voigt, Kh. HACHICHA, P. Garda : “An Emulation-Based Method for Lifetime Estimation of Wireless Sensor Networks”, IEEE International Conference on Distributed Computing in Sensor Systems (DCOSS), 2014, Marina Del Ray, Californie, United States, pp. 241-248 (2014)
• 2013
  • W. Dron, Kh. HACHICHA, P. Garda : “A Fixed Frequency Sampling Method for Wireless Sensors Power Consumption Estimation”, New Circuits and Systems Conference (NEWCAS), 2013 IEEE 11^th International, Paris, France, pp. 1-4, (IEEE Press) (2013)