Mobile wireless sensor network architecture : applications to mobile sensor deployment

par Milan Erdelj

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de David Simplot-Ryl et de Tahiry Razafindralambo.

Soutenue le 11-10-2013

à Lille 1 , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille) , en partenariat avec Laboratoire d'informatique fondamentale de Lille (LIFL) (laboratoire) .

  • Titre traduit

    Architecture pour les réseaux de capteurs sans fil : applications au déploiement de capteur mobile


  • Résumé

    Les progrès dans le domaine de la robotique mobile nous permettent aujourd'hui d'ajouter la notion de mobilité dans plusieurs classes de réseaux de capteurs sans fil. Le déploiement de capteurs mobiles est possible et utile dans de nombreuses applications (la sécurité, la surveillance de l'environnement, l’industrie et dans la santé). Deux thèmes sont abordées dans cette thèse: la conception d'un intergiciel pour les réseaux de robots mobiles et un ensemble de techniques pour le déploiement du robot mobile dans le cadre de réseaux de capteurs sans fil. L'intergiciel proposé et décrit dans cette thèse permet à l'utilisateur de facilement mettre en œuvre les différents types d'algorithmes de déploiement pour les robots mobiles. Dans la deuxième partie de la thèse, trois problèmes principaux sont présentés et analysés. Le premier est le problème de l'amélioration de la qualité de service avec l'utilisation des réseaux robotiques. Ce problème est résolu par l'utilisation de l'algorithme de déploiement qui améliore les performances de la transmission multimédia. Notre solution utilise une méthode intrusive pour recueillir la métrique de la qualité de transmission. Le deuxième problème abordé est la couverture de points d'intérêt avec des robots mobiles. Une station de base fixe est placé à l'intérieur du domaine d'intérêt, tandis que les robots mobiles disponibles couvrent le point d'intérêt et relayent l'information vers la station de base de proche en proche. Le troisième problème est la découverte des points d'intérêt et la couverture par l'utilisation de robots mobiles qui suivent des trajectoires circulaires concentriques afin de couvrir le domaine d'intérêt. En ajustant la vitesse de déplacement, ils répondent aux contraintes sur la couverture des points d'intérêt et la connectivité avec le station de base.


  • Résumé

    The advances in mobile robotics allow us today to add the mobility concept into many different classes of Wireless Sensor Networks. The deployment of mobile sensors is possible and useful in many application scenarios, ranging from the environmental monitoring and public safety applications, to the industry, healthcare and military applications. Two topics are elaborated in this thesis: networked robot middleware design and a set of approaches for mobile robot deployment in the context of wireless sensor networks. The middleware proposed and described in this thesis allows the user to easily implement different types of deployment algorithms for mobile robots. In the second part of the thesis, three main problems are presented and analyzed. The first is the problem of improving the quality of service with the use of mobile robotic networks, which is solved with the use of deployment algorithm that improves the performance of a multimedia communication by using an intrusive methods to gather the necessary transmission quality evaluation metrics. Second problem is the coverage of the point of interest with mobile robots, where the fixed base station is placed inside the field of interest, while the available mobile robots cover the point of interest and relay the information about it towards the base station in a multi-hop manner. The third problem is the point of interest discovery and coverage with the use of mobile robots which follow concentric circular paths to explore and cover the field of interest, and, by adjusting the movement velocity, they satisfy the constraints on PoI coverage and connectivity with the base station.


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