Ingénierie dirigée par les modèles pour la conception et la mise en œuvre des réseaux de capteurs

Model-driven engineering for the design and implementation of sensor networks

• Auteur / Autrice : Abdenour Kifouche
• Direction : Geneviève Baudoin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique, Optronique et Systèmes
• Date : Soutenance le 11/09/2019
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire électronique, systèmes de communication et microsystèmes - ESYCOM
• Jury : Président / Présidente : Pascal Poizat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Geneviève Baudoin, Atika Rivenq, Hassine Moungla, Abderrezak Rachedi, Bachir Djafri, Rédha Hamouche, Rémy Kocik
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Atika Rivenq, Hassine Moungla

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ingénierie des systèmes

Ingénierie dirigée par les modèles

Réseaux de capteurs (technologie)

Mots clés libres

Réseaux de capteurs

Mde

Ingénierie dirigée par les modèles

Wsn

Méthodologie

Sensor networks

Mde

Model-Driven engineering

Wsn

Methdodology

Résumé

Le cycle de vie d'un réseau de capteurs implique plusieurs étapes, telles que le dimensionnement du réseau, le développement de logiciels embarqués, la réalisation de matériels, des analyses et des simulations, le déploiement physique, l'exploitation des données et la maintenance du réseau. Tout au long de ce cycle, plusieurs outils spécifiques sont utilisés. Il est donc nécessaire de décrire manuellement les caractéristiques du réseau de capteurs dans chacun de ces outils en utilisant leurs propres langages. Il en résulte des coûts de développement importants et éventuellement des incohérences entre les différentes descriptions. Pour répondre à cette problématique, nous proposons une méthodologie basée sur l'approche MDE (Model Driven Engineering). Elle vise à couvrir toutes les étapes du cycle de vie d'un réseau de capteurs. Tous les concepts et les caractéristiques d'un réseau de capteurs sont décrits à l'aide d'un métamodèle. A partir de ce référentiel, il est possible d'extraire, à chaque étape du cycle de vie, une ou plusieurs facettes. Chaque facette est présentée et éditée avec l'outil le plus adéquat en créant des passerelles vers des outils tiers. Afin de mettre en œuvre la méthodologie proposée, un Framework est développé pour offrir un environnement de description multi-facettes : architecture réseau, architecture matérielle, architecture logicielle, flux de données et environnement physique. Un exemple de passerelle entre le Framework et un simulateur existant (Omnet++) a été développé pour estimer les performances des réseaux de capteurs. Le Framework permet la génération automatique des scripts de simulation ainsi que des codes sources pour les nœuds du réseau

The life cycle of a sensor network involves several steps, including network sizing, embedded software development, hardware design, analysis and simulation, physical deployment, data exploitation, and network maintenance. Throughout this cycle, several specific tools are used. It is therefore necessary to manually describe the characteristics of the sensor network in each of these tools using their own languages. This results in significant development costs and potential inconsistencies between the different descriptions. To address this problem, we propose a methodology based on model driven engineering approach. It aims to cover all life cycle steps of a sensor network. All concepts and characteristics of a sensor network are described using a metamodel. From this referential, it is possible to extract, at each step of the life cycle, one or more facets. Each facet is presented and edited with the most appropriate tool by creating gateways to external tools.In order to implement the proposed methodology, a Framework is developed to provide a multi-facets environment: network architecture, hardware architecture, software architecture, data flow and physical environment. An example of a gateway between the Framework and an existing simulator (Omnet++) has been developed to estimate sensor network performances. The Framework allows automatic generation of simulation scripts as well as source codes for network nodes