ex-WalToR · WalT on the Roof

FeniXFlexible Edge Node for IoT Xperiments

FeniX est une plateforme matérielle et logicielle modulaire pour prototyper, déployer et instrumenter rapidement des expérimentations IoT — en laboratoire comme en conditions réelles.
LIG · Grenoble INP / UGA LabEx PERSYVAL Carnot LSI Open hardware & software
Architecture d'un nœud FeniX

En bref

Un nœud d'expérimentation IoT, ultra-modulaire

Ce que c'est

Un nœud modulaire — Raspberry Pi de contrôle + cartes filles empilables (PC104 étendu) + modules MCU (ESP32, STM32…) et emplacements mikroBUS — conditionnable en boîtier IP67 et pilotable à distance.

Pour quoi faire

Prototyper et déployer rapidement des expérimentations IoT, comparer en conditions réelles les technologies longue portée — LoRa, NB-IoT, LTE-M, 5G, DECT NR+, Mioty, WiSun… — y compris leurs profils de consommation.

Ce qui le distingue

Plusieurs MCU et périphériques connectables dynamiquement à distance, instrumentation énergétique fine et synchronisée, matériel et logiciel ouverts (KiCad, Linux).

Le projet

FeniX, la suite de WalT on the Roof

FeniX (Flexible Edge Node for IoT Xperiments) prolonge le projet précédemment nommé WalT on the Roof. Ce renommage clarifie le rôle de chacun : FeniX désigne le nœud matériel et logiciel modulaire, tandis que WalT est la plateforme logicielle qui peut le piloter — sans en être une dépendance.

L’architecture d’un nœud repose sur un empilement de cartes filles au format PC104 étendu (compatible avec le brochage SEED défini par le CNES pour ThingSat), piloté par une carte de contrôle à base de Raspberry Pi. Cette modularité permet d’ajouter une fonctionnalité sur une simple carte fille sans refondre l’ensemble, et de combiner des cartes spécifiques avec des modules du commerce via des emplacements mikroBUS.

Le projet gagne en maturité : tests d’intégration matériels, première intégration expérimentale dans FIT IoT-LAB, premières expérimentations autour de Meshtastic et MeshCore, et une nouvelle architecture d’instrumentation énergétique en cours de validation. FeniX a d’abord été financé en plateforme par le LabEx PERSYVAL, puis soutenu et renouvelé par le Carnot LSI.

Sous le capot

Architecture du nœud

Un empilement de cartes filles au format PC104 étendu, piloté par une carte de contrôle Raspberry Pi.

panneau solaire + batterie antennes ext. Boîtier IP67 · pilotage à distance via WalT (VPN) MCU de contrôle alim · batterie · T° ouverture · Wake On LPWAN Raspberry Pi intégration WalT backhaul Wi-Fi · NB-IoT · 5G MCU d'expérimentation firmware custom · pilotage d'expé ↓ platines mikroBUS ↓ Platines mikroBUS interchangeables (radios, GNSS, horloge…) : LoRa / SatIoT NB-IoT / LTE-M 5G URLLC DECT NR+ Mioty / WiSun Wi-Fi HaLow 802.15.4 / Thread UWB Qorvo SDR GNSS RTK / TCXO Appendices applicatifs (capteurs) : qualité de l'air & particules fines · T°/HR/P · pluviométrie · pollution sonore
Schéma de principe d'un nœud FeniX : contrôle, expérimentation et périphériques mikroBUS dans un boîtier déployable.
  • Cœur de contrôle : Raspberry Pi pour la configuration, le contrôle et le monitoring, pilotable à distance.
  • Cartes filles empilables : format PC104 étendu, compatible brochage SEED (CNES / ThingSat).
  • MCU d'expérimentation : plusieurs par nœud (ESP32, STM32…), firmware reconfigurable à distance.
  • mikroBUS : ajout/retrait de périphériques (radios, GNSS, horloge…) sans refonte matérielle.
  • Open hardware / software : conception KiCad, intégration logicielle WalT, pilotage par VPN.

Instrumentation

Mesure d'énergie fine et synchronisée

Une architecture d'instrumentation énergétique (en cours de validation) pour corréler événements logiciels et consommation.

µ

Capteurs INA228 multi-canaux

ADC 20 bits : tension de bus, tension de shunt, température ; calcul du courant, de la puissance, de l'énergie. Conversion 50 µs → 4 ms.

⚡

Acquisition haut débit, bufférisée

Lecture I²C Fast Mode+, buffer circulaire dans un STM32 dédié (timestamp ns), remontée UART DMA. Débit utile jusqu'à ~700 kbps.

↹

Synchronisation & corrélation

Ligne PPS commune à tous les canaux et monitoring des GPIO du firmware pour relier directement événements logiciels ↔ consommation.

⏚

Métrologie : isolation & calibration

Alimentation indépendante du circuit mesuré, chaîne calibrée par voie — du MCU en idle à la rafale d'émission radio.

Cible mesurée MCU · périphérique Rsh shunt INA228 ADC 20 bits · I²C I²C STM32 buffer + timestamp ns UART RPi / WalT analyse · stockage PPS — synchronisation commune (1 Hz) GPIO d'événements firmware → corrélation logiciel ↔ énergie
Chaîne de mesure : de la cible à l'hôte, synchronisée par PPS et corrélée aux GPIO.

En chiffres

Ce qui se voit de loin

⏤
10+
Technologies radio testables sur le même nœud
⚡
µA → A
Plage de courant profilée, du sleep aux bursts radio
↹
ns
Précision de timestamp sur les échantillons d'énergie
⌂
100 %
Pilotage à distance via WalT (VPN)
⚙
OSS / OSH
Logiciel et matériel ouverts (KiCad, Linux)

Écosystème

Projets associés & enseignement

Projets & plateformes associés

WalT — plateforme logicielle de pilotage CampusIoT — stations LoRa des campus SLICES-FR / RI — infrastructure de recherche FIT IoT-LAB — intégration expérimentale ThingSat (CNES) — brochage SEED / PC104 Meshtastic / MeshCore — premières expérimentations

Unités d'enseignement

📌 UE à préciser — [intitulé / niveau / formation]
📌 UE à préciser — [intitulé / niveau / formation]

FeniX a vocation à servir de support de TP, de projets et de stages. Les unités d'enseignement associées seront précisées prochainement.

Contact

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Écrire à l'équipe · Franck.Rousseau@imag.fr