Modélisations et analyses de réseaux de capteurs

par Ludovic Samper

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Florence Maraninchi et de Laurent Mounier.

Soutenue en 2008

à Grenoble INPG .

mots clés

• Réseaux de capteurs
• Modélisation

Résumé

Les réseaux de capteurs sont difficiles à concevoir parce qu'ils sont fortement contraints en énergie et que tous les éléments influencent potentiellement la durée de vie du système. Pour tester les solutions avant le déploiement, nous proposons de construire des modèles analysables. Nous avons conçu Glonemo, un modèle global et précis du système. Programmé en ReactiveML, cet outil exécutable permet de simuler des réseaux de grande taille tout en estimant finement la consommation des nœuds. L'environnement y est modélisé de façon réaliste. Glonemo bénéficie d'une sémantique formelle, mais la taille des modèles exclue la possibilité d'effectuer des analyses exhaustives. Nous simplifions donc le modèle et, grâce à IF, calculons la durée de vie pire-cas du réseau. Enfin, nous définissons une relation d'abstraction modulaire de modèles de consommation. Les abstractions ainsi définies sont conservatives : les propriétés prouvées sur le modèle abstrait sont vraies sur le modèle détaillé.

Titre traduit

Modeling and analyses of wireless sensor networks

Résumé

Wireless sensor networks are difficult to design because they are highly energy constrained and because each element may have an influence on the lifetime. Ln order to test solutions before being deployed, we propose to build models that can be analyzed. We built Glonemo, a global and precise sensor network mode!. Implemented in ReactiveML, this executable tool can simulate large scale networks while evaluating precisely energy consumption. Ln order to have realistic simulations, an environment model is included. Even if Glonemo semantic is formally-defined, exhaustive analyses are hopeless because of the size of the models. That is why we need abstract models. We propose a global but simplified sensor network model. Using IF toolbox, we compute the worst-case lifetime of this system. At last, we defined a modular abstraction relation for consumption models. Our abstractions are conservatives: properties proved on an abstract model are true on a detailed one.