无人机、温度或运动传感器等，到2020年，将有500亿个物体链接成一个大物联网。但科学家们仍然面临许多挑战，例如传感器能量自主和安全问题。从Wi-Fi冰箱到最荒谬的想法，连接对象的列表一直在增长。应用不断涌现，以提高传感网络的质量、未来工厂的安全性，或农业无人机机队或蓝牙打印机的开发。这些庞大的设备网络构成了物联网。在传统互联网无处不在的同时，物联网将继续快速扩张，扰乱研究社区和日常生活。预计到2020年，流通中的连接物数量将达到500亿。如此庞大的数量必然带来复杂的挑战。如何在交换大量数据时维护安全性？如何保证对象之间的兼容性？如何防止物联网带来的能源浪费？许多实验室都在研究这些问题，例如法国里尔成立了10年的先进信息通信软硬件研究所（Ircica）。研究所所长、里尔大学教授娜塔莉·罗兰热情地说：“物联网需要探索性的跨学科合作。我们甚至与社会学家合作，看看谁能接受这些技术。”他的实验室准备揭开一个智能建筑图腾的面纱，该图腾具有敏锐的自动传感器，可以研究建筑物如何因温度、物理限制、湿度等因素而发生变化。没有什么能逃过传感器。设计更灵活的自适应设备，但这种数据密度会降低网络速度并造成能耗。利尔先进信息通信软硬件研究所的研究人员致力于从网络结构的角度来解决这些问题，比如直接在集线器（hub，用于集中信息的网络点）上对数据进行分类处理，而不是不一定在同一区域的数据中心进行切换。里尔电信学院教授LaurentClavier表示：“如果我们不必在毫秒内发送信息，就更容易实现能源效率和可靠性。如果是自动驾驶或工厂的紧急停车系统，会变得很复杂，因为现在的网络无法同时兼顾两者。”李尔微电子与纳米技术研究所（IEMN）研究员，李尔先进通信软硬件研究所“电路系统与多技术应用”课题组成员，团队正在寻找更灵活、适应性更强的解决方案为了盈利而不是被锁定在太小的市场。Clavier的传感器计划瞄准犀牛并在偷猎者即将杀死它们时发出警报。这需要强大的自动化，而不是每六个月更换一次大草原上犀牛的电池.“节能无线系统的自动调整算法和结构”（Granit）研究组组长OlivierBerder教授致力于提高互联对象的能效。他强调：“消耗太多能量的不是传感器，而是无线电通信。通信距离越远，需要的放大器越多，问题就越严重。”EconomicalWake-UpRadio即使通信不畅必须是连续的，连接的物体无论是在“等待”还是在传输都会消耗能量。因此Berder的团队试图开发一种可听的超低功耗系统“唤醒无线电”（wake-upradio），只提供有用的信息可以发出，可以唤醒传感器的主微控制器，其传输范围比传统无线电小。“唤醒无线电可以链接到普通无线电或移动接收器。但它们不必同步。它们特别适用于自主系统，因为能量回收系统是不可预测的，”Berder解释说。鉴于无线电的异步行为和能量回收的可变性不可预测，我们必须开发能够自我调节的控制算法，源自人工智能的方法，强化可以使用学习和模糊逻辑。事实上，即使智能手机显示电池剩余一点电量，它也会自动关闭这一事实意味着电池储备没有被实时测量。能量的回收也是不是线性的，因为它主要取决于各种非人为因素，如阳光、秋千、风、热能梯度等。这些在提供远程护理方面的创新积累扩展了物联网的应用领域。Jean-PhilippeDiguet，研究信息与通信科学技术与知识实验室（LAB-STICC）主任及其团队“电路系统工具方法ology”组（Mocs）研究芯片系统和各种嵌入式系统，并设计了BoWI（BodyWorldInteractions人体与世界交互）传感器网络。BoWI结合3D建模中使用的运动传感器，无需使用外部设备，即可根据传感器的方向推断用户的姿势和运动。Diguet预测：“我们无法准确捕捉动作，所以目标是功能康复等应用。物理治疗师可以建议白天执行的动作，并同时通过屏幕远距离监测多名患者。这个系统。它将增加访问次数，降低交通成本，特别是帮助行动不便的人。”据一位与安全相关的高性能算法研究人员称，截至今年夏天，BoWI可用于构建有关困难任务的信息。雇主必须计算他们的员工进行危险动作或姿势的次数，因此轻型自动化传感器可以在每个工作日提供可靠的数据。Diguet还研究了当前流行的连接对象“无人飞机”：与澳大利亚团队合作的“国际无人侦察舰队设计控制计划”（Swarms），将在无人飞机上安装高性能计算，使飞机能够分析并通过摄像头适应环境。与通信一样，图像处理和人工智能也消耗电力。我们必须重新找回基于网络架构的微妙平衡，选择合适的地点和时间，进行最节能的运行。“我们还致力于硬件安全，”Diguet说。“连接的对象通常是访问私人信息的工具。没有人希望他们身上的传感器向保险公司报告健康问题。无线电唤醒的优势在于节点和曝光机会更少。”更小。”改进传感器储能从犀牛到无人机，研究人员都在致力于改进传感器储能。这也是最难的部分。这些工作当然与人体有关。例如，“信息与微电子技术实验室嵌入式系统架构”（Tima）研究心律调节器的能量回收。实验室副主任、格勒诺布尔-阿尔卑斯大学（UGA）教授SkandarBasrour是传感器直接能量回收方面的专家。他说：“跳动的心脏以振动的形式产生机械能。我们可以使用压电系统将其转化为电能。无线起搏器不需要每天充电。每八年进行一次手术。”当压电材料受到机械应力时，会发生电极化，燃气灶和石英表就是这一原理的应用。传感器和网络的物理压力可能来自任何载体的振动，例如移动的汽车、摇晃的桥梁和移动的人。“这些振动通常低于200Hz，而且非常微弱，”Basrour说。增加压电发电机的尺寸可以提高效率，但可能无法满足传感器规格。因此，我们研究电聚合物、静电恢复、热能、磁性等，这些有时会产生超低纳瓦级的功率，这在移动设备领域是不容忽视的。”这些研究是跨学科和跨学科的，毕竟他们研究的是相互关联的对象，需要结合不同的知识网络。
