Algorithmes distribués de consensus de moyenne et leurs applications dans la détection des trous de couverture dans un réseau de capteurs

par Anas Hanaf

Projet de thèse en Sciences - STS

Sous la direction de Guillaume Gelle et de Alban Goupil.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences, Technologies, Santé , en partenariat avec (CRESTIC) Centre de Recherches en STIC (laboratoire) et de Equipe SysCom-CRESTIC (equipe de recherche) depuis le 06-11-2012 .


  • Résumé

    Les réseaux de capteurs sont de plus en plus utilisés dans de nombreuses applications allant de l'environnement à des utilisations militaires. Un capteur typique est généralement composé d'un transducteur (responsable de la détection de conditions physiques), un émetteur-récepteur radio sans fil, une unité de traitement simple et une alimentation électrique (souvent une batterie). Les nœuds mesurent des aspects spécifiques de l'environnement. Les données sont ensuite traités et envoyées à un réseau centralisé ou transformées localement dans un réseau décentralisé. Dans un réseau de capteurs centralisé, les nœuds envoient leurs mesures à un module plus complexe appelé centre de fusion qui rassemble les données du réseau de capteurs et rend le calcul final. Dans plusieurs applications événementielles, le flux d'informations destiné au CF peut devenir élevé et congestionné. La principale alternative aux réseaux centralisés est un réseau décentralisé conçu pour que tous les nœuds exécutent les mêmes tâches. Les nœuds des systèmes décentralisés s'organisent et communiquent localement (souvent dans une petite aire de répartition géographique). Le calcul dans les réseaux de capteurs décentralisés est effectué de manière distribuée. Donc, contrairement aux systèmes centralisés, les nœuds échangent à chaque itération leurs états pour parvenir à un consensus, dans notre cas, un consensus sur la moyenne globale (par exemple sur la moyenne de température d'un environnement dans la zone couverte). Les nœuds dans un réseau de capteurs ont une puissance de calcul limitée et une durée de vie de batteries limitée, donc, l'algorithme distribué de consensus de moyenne doit être conçu de telle sorte que les nœuds parviennent à un consensus en peu de temps. Notre travail s'est basé sur l'étude et la comparaison des différents algorithmes de consensus en mode synchrone et asynchrone et par la suite les utiliser dans des applications de détection de trous de couverture.

  • Titre traduit

    Distributed average consensus algorithms and their applications to detect coverage hole in sensors network


  • Résumé

    Sensor networks are increasingly used in many applications ranging from the environment to military uses. A typical sensor usually consists of a transducer (responsible for the detection of physical conditions), a radio transceiver wireless, a single processing unit and a power supply (usually a battery). The nodes measure specific aspects of the environment. The data is then processed and forwarded to a centralized network or processed locally in a decentralized network. In a centralized sensor network, nodes send their measurements to a more complex module called fusion center which gathers the sensor array data and makes the final calculation. In many event-driven applications, the flow of information for CF can become high and congested. The main alternative to centralized networks is a decentralized network designed so that all nodes run the same tasks. Nodes decentralized systems organize and communicate locally (often in a small geographic range). The calculation in the decentralized sensor networks is e ff ectué of distributed manner. So, unlike the centralized systems, the nodes exchange at each iteration their states to reach a consensus, in our case, a consensus on the overall average (eg on an environment of average temperature in the area covered). Nodes in a sensor network has a limited computing power and a battery of limited life, therefore, the average distributed consensus algorithm must be designed so that the nodes achieve consensus in a short time. Our work is based on the study and comparison of different consensus algorithms in synchronous and asynchronous mode and subsequently use them in coverage holes detection applications.