Réseaux de capteurs sans fil : minimisation de la consommation d'énergie et application à la localisation de cibles

Wireless sensor networks : minimization of energy consumption and application to target localization

• Auteur / Autrice : Fady Shebli
• Direction : Jean-Michel Rouvaen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Consommation d'énergie

Réseaux locaux sans fil

Capteurs (technologie)

Mots clés libres

Localisation de cibles

Résumé

Les réseaux de capteurs sans fil possèdent des potentialités intéressantes dans des segments de l'économie et dans notre vie courante, comme le contrôle et la préservation de l'environnement, la gestion des outils de fabrication et des outils commerciaux, l'automatisation des transports et les industries de la santé. La conception, l'implémentation et la mise en oeuvre d'un réseau de capteurs impliquent la collaboration de nombreuses disciplines. Ces réseaux possèdent souvent des ressources limitées en énergie, ce qui impose de concevoir la couche physique et les protocoles de communication de façon à consommer une énergie minimale. Dans ce travail, notre attention s'est focalisée sur la communication et la minimisation de la consommation, de même que sur la localisation d'une cible au sein d'un réseau de capteurs sans fil. Dans les trois premiers chapitres, nous présentons une synthèse rapide des réseaux de capteurs sans fil. Nous discutons de leurs avantages, inconvénients et champs d'application et de la notion de traitement collaboratif. Nous décrivons les principaux standards de communication utilisés ainsi que les protocoles de routage mis en œuvre. Dans le quatrième chapitre, nous présentons notre contribution à la minimisation de la consommation d'énergie lors du routage et au placement optimal des capteurs. Nos algorithmes sont étayés par des simulations et une comparaison est effectuée avec des résultats présentés dans la littérature. Le cinquième chapitre est consacré à l’étude de la localisation d'une cible fixe. Cette présentation est complétée par notre contribution à l'élaboration du cahier des charges d'une expérimentation

Wireless sensor networks show promising potentialities in economical sectors and current life, as environment preservation and control, supervision of. Manufacturing tools, transport automation and health industries. The design and implementation of sensor networks involve a number of scientific knowledges. The energy resources of these networks is generally limited, imposing constraints on the design of the physical layer and communication protocols. In this work, our attention is focused on communication and energy consumption minimization, together with target localization using wireless sensor networks. In the first three chapters, a synthesis of wireless sensor networks field is presented. We discuss about their advantages, drawbacks and application areas and introduce collaborative processing. We describe the most used communication standards and routing protocols. In fourth chapter, we present our contribution to energy consumption minimization in the routing process and to optimal sensor nodes positioning. Our algorithms are supported by simulations and a comparison with results published in the litterature. The fifth chapter is devoted to the study of fixed target localization. This presentation is complemented by the preparation of an experimentation plan