Contraintes temporelles dans les bases de données de capteurs sans fil

Temporal constraints in wireless sensor databases

• Auteur / Autrice : Abderrahmen Belfkih
• Direction : Bruno Sadeg
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 17/10/2016
• Etablissement(s) : Le Havre
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences physiques mathématiques et de l'information pour l'ingénieur (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; ....-2016)
• Partenaire(s) de recherche : : Normandie Université (2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique, de traitement de l'information et des systèmes (Saint-Etienne du Rouvray, Seine-Maritime ; 2006-...)
• Jury : Président / Présidente : Abdelhamid Mellouk
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Maroua Bouzid, Claude Duvallet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ye-Qiong Song, Pascal Richard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bases de données -- Gestion

Réseaux ad hoc (informatique)

IPv6 (protocole de réseaux d'ordinateurs)

Internet des objets

Temps réel (informatique)

Langages d'interrogation

SQL (langage de programmation)

Réseaux de capteurs (technologie)

Mots clés libres

Bases de données de capteurs

Ordonnancement temps réel

Latence réseau

Arbre de routage

Collecte périodique de données

Système de traitement de requêtes

Base de données distribuée

Contrôleur d'écheance de transaction

Validité temporelle de données

Protocole de routage

Rate Monotonic (RM)

Earliest Deadline First (EDF)

First In First Out (FIFO)

6LOWPAN

Tiny DB

ContikiOS

DODAG

TOSSIM

Sensor networks

Real-Time databases

Intelligent Transport Systems

Résumé

Dans ce travail, nous nous focalisons sur l’ajout de contraintes temporelles dans les Bases de Données de Capteurs Sans Fil (BDCSF). La cohérence temporelle d’une BDCSF doit être assurée en respectant les contraintes temporelles des transactions et la validité temporelle des données, pour que les données prélevées par les capteurs reflètent fidèlement l’état réel de l’environnement. Cependant, les retards de transmission et/ou de réception pendant la collecte des données peuvent conduire au non-respect de la validité temporelle des données. Une solution de type bases de données s'avère la plus adéquate. Il faudrait pour cela faire coïncider les aspects BD traditionnelles avec les capteurs et leur environnement. À cette fin, les capteurs déployés au sein d'un réseau sans fils sont considérés comme une table d'une base de données distribuée, à laquelle sont appliquées des transactions (interrogations, mises à jour, etc.). Les transactions sur une BD de capteurs nécessitent des modifications pour prendre en compte l'aspect continu des données et l'aspect temps réel. Les travaux réalisés dans cette thèse portent principalement sur trois contributions : (i) une étude comparative des propriétés temporelles entre une collecte périodique des données avec une base de données classique et une approche de traitement des requêtes avec une BDCSF, (ii) la proposition d’un modèle de traitement des requêtes temps réel, (iii) la mise en œuvre d’une BDCSF temps réel, basée sur les techniques décrites dans la deuxième contribution.

In this thesis, we are interested in adding real-time constraints in the Wireless Sensor Networks Database (WSNDB). Temporal consistency in WSNDB must be ensured by respecting the transaction deadlines and data temporal validity, so that sensor data reflect the current state of the environment. However, delays of transmission and/or reception in a data collection process can lead to not respect the data temporal validity. A database solution is most appropriate, which should coincide with the traditional database aspects with sensors and their environment. For this purpose, the sensor in WSN is considered as a table in a distributed database, which applied transactions (queries, updates, etc.). Transactions in a WSNDB require modifications to take into account of the continuous datastream and real-time aspects. Our contribution in this thesis focus on three parts: (i) a comparative study of temporal properties between a periodic data collection based on a remote database and query processing approach with WSNDB, (ii) the proposition of a real-time query processing model, (iii) the implementation of a real time WSNDB, based on the techniques described in the second contribution.