Systèmes d'information collaboratifs et auto-organisants pour réseaux de capteurs large-échelle : de la théorie à la pratique

by Yann Busnel

Doctoral thesis in Informatique

Under the supervision of Anne-Marie Kermarrec.

defended on 2008

in Rennes 1 .

  • Alternative Title

    Self-organized collaborative information system for large-scale wireless sensor networks : moving theory into practice


  • Abstract

    La démocratisation des réseaux via la croissance de l'Internet et la réduction continue de la taille des équipements informatiques sont à  l'origine de l'apparition des réseaux de capteurs sans fil. Le spectre des applications potentielles de ces réseaux est extrêmement large, que cela soit dans le contexte d'une infrastructure fixe autant que dans l'informatique embarquée. Cette thèse propose un ensemble de contributions pour la gestion de l'information à  la fois dans le contexte mobile et statique. Edifiées autour des mêmes propriétés de collaboration et d'autoorganisation, ces propositions sont conçues selon une méthodologie de la théorie vers la pratique. Cette thèse vise ainsi, en premier lieu, une analyse théorique a priori d'une application classique des réseaux de capteurs statiques, à  savoir le suivi de trajectoires d'objets mobiles non identifiés. Par la suite, nous étendons le spectre des applications visées en proposant une structure générique à  toute mise en oeuvre réelle de réseaux de capteurs statiques. En second lieu, nous considérons une modélisation de la mobilité permettant d'analyser fondamentalement les impacts de celle-ci sur la convergence des protocoles dits de population. Enfin, nous établissons un parallèle entre les travaux menés théoriquement sur les réseaux de capteurs mobiles avec ceux plus pratiques et empiriques proposés dans le cadre des protocoles épidémiques sur réseaux filaires. En démontrant que ces deux domaines portent en réalité sur la màªme classe de protocoles - et donc de problèmes - nous ouvrons ainsi une voie captivante pour de futures recherches dans chacun de ces deux domaines, par l'utilisation de l'un dans l'autre.


  • Abstract

    Computer systems have recently known an increasing interest. In first hand, the late-democratisation of network by the high expansion of Internet let us consider some worldwide systems, in order to share with everyone a mass of resources among the whole planet. In other hand, the continuous reduction of the computer size lets appearing several miniaturized equipments. The twinning of these both evolutions are at the origin of the wireless sensor network (WSN) emergence. The application spectrum of these networks is extremely large, both in fixed infrastructure than in embedded system. This thesis proposed a set of contribution for information management both in mobile and static networks. Build among the same properties as collaboration and self-organization, these propositions are design along a common methodology : « moving theory into practice ». Then, in the first place, this thesis aims at a priori theoretical analysis of a very classical application in static WSN : the trajectory tracking of anonymous objects. After that, we enlarge the considered application spectrum by proposing a generic structure for real implementation of static WSN. In the second place, we considered an establishment of a model for mobility pattern, which can be used to formally analyze the convergence behaviour of population protocols. Last but not least, we parallel the works made in the theoretical context of mobile WSN with the practical and empirical ones proposed on gossip-based protocols for wired networks. By proving that the both domains are equivalent, we show that we can use any result of one in the other. Then, we open an attractive way for further research in the both communities.

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Informations

  • Details : 1 vol. (164 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 141-155

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