Optimisation des communications dans les réseaux de capteurs à points de collecte multiples

par Lucas DE ARAUJO MARQUES LEãO

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Hervé Guyennet et de Violeta Anamaria Felea.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques , en partenariat avec FEMTO-ST Franche Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (laboratoire) .


  • Résumé

    La conception d'un réseau de capteurs sans fil peut présenter de nombreux défis, tels que le passage à l'echèlle, la fiabilité, la longévité et la communication en temps réel. L'existence de plusieurs points de collecte peut augmenter la fiabilité du réseau et facilite le passage à l'echèlle. Toutefois, cette amélioration dépend de l'approche de routage, qui doit être adaptée pour atteindre les objectifs de performance souhaités. Dans cette optique, l'objectif de ce travail est de trouver des moyens pour optimiser la communication dans les réseaux de capteurs sans fil à multiples points de collecte en tenant compte des problèmes liés au passage à l'echèlle, à la durée de vie du réseau, à la fiabilité (livraison des paquets) et à la minimization de la latence. Nous étudions les point d'équilibre entre le délai et la consommation d'énergie en tant que paramètres clés pour la qualité et l'efficacité de la communication. Pour ce faire, nous proposons différents algorithmes de routage, couvrant les trois principaux schémas de communication (unicast, anycast et multicast). Les simulations effectuées montrent que nos approches sont capables d'optimiser la communication, notamment en termes de latence et de durée de vie du réseau. Des expériences sur la plateforme FIT IoT-Lab fournissent également des indications significatives sur les performances de notre solution multicast dans des conditions réelles.

  • Titre traduit

    Optimization of Communications in Multi-Sink Wireless Sensor Networks


  • Résumé

    The conception of a wireless sensor network may present numerous challenges, such as scalability, reliability, longevity and timeliness. The existence of multiple sinks may increase the network reliability and facilitates the scalability. However, this improvement is dependent on the routing approach, that must be tailored to help achieving the desired performance goals. From this perspective, the objective of this work is to find ways of optimizing the communication in multi-sink wireless sensor networks considering the problems related to the scalability, longevity (network lifetime), reliability (packet delivery) and timeliness (latency). We investigate the trades among data delivery time and energy consumption as key metrics for communication quality and efficiency. For that matter, we propose different routing algorithms, covering all three main communciations schemes (unicast, anycast and multicast). The executed simulations show that our approaches are capable of optimizing the communication, especially in terms of latency and network lifetime. Experiments on the FIT IoT-Lab platform also provide meaningful insights of the performance of our multicast solution in real environment condition.