Réseaux informatiques protocole de routage pour les réseaux de capteurs sans fil

Introduction générale réseaux informatiques
Chapitre 1 : «Généralités sur les réseaux de capteurs sans fil»
1. Introduction
2. Architecture d’un micro capteur
2.1 L’unité de captage
2.2 L’unité de traitement
2.3 L’unité de transmission
2.4 L’unité de contrôle d’énergie
3. Applications des réseaux de capteurs
3.1 Applications militaires
3.2 Applications à la sécurité
3.3 Applications environnementales
3.4 Applications médicales
3.5 Applications commerciales
4. Besoins et facteurs de conception dans un réseau de capteurs sans fil
4.1 Tolérance aux fautes, adaptabilité et fiabilité
4.2 Gestion et consommation d’énergie
4.3 Efficacité du réseau et agrégation de données
4.4 Routage Intelligent
4.5 Le défi de gestion
5. Conclusion
Chapitre 2 : «Etat de l’art»
1. Introduction
2. Les algorithmes de routage dans RCSFs
2.1 Les protocoles données centrales (Data- centric protocols)
2.2 Les protocoles basés sur la localisation (géographique)
2.3 Les protocoles hiérarchiques
2.3.1 Cluster-based approach (approche à grappe)
2.3.1.1 LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)
2.3.2 Chain-based approach (approche à chaîne)
2.3.2.1 PEGASIS (Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems)
2.3.3 Comparaison des protocoles (LEACH et PEGASIS) à l’aide de la simulation
3. Motivation et objectives
4. Conclusion
Chapitre 3 : «Algorithme proposé»
1. Introduction
2. Concept de base de notre protocole
3. Approche de formation de grappes à chaînes
4. Les grandes étapes de notre algorithme
4.1 Etape d’initialisation
4.2 Etape de transmission
5. Conclusion
Chapitre 4 : «Implémentation»
1. Introduction
2. Choix du langage et de l’environnement d’implémentation
3. Etapes d’implémentation de notre protocole
3.1 Préparation de l’environnement d’implémentation
3.2 Implémentation de notre protocole hybride
3.2.a Procédure de formation de chaîne
3.2.b Procédure de recherche du nœud le plus loin de la chaîne
3.2.c Procédure de recherche du nœud le plus proche
3.2.d Procédure de transmission de données
3.2.e Procédure de réception de données
3.2.f Procédure de réception de données par le cluster head
4. Conclusion
Chapitre 5 : «Evaluation des performances à travers la simulation»
1. Introduction
2. Environnement de simulation
3. Résultats de la simulation
4. Conclusion
• Conclusion générale
• Références

Rapport PFE, mémoire et thèse réseaux de capteurs sans fil

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Mots clés: WSN, réseaux informatiques, efficacité d’énergie, LEACH, LEACH-C, PEGASIS, approche basée cluster, approche basée chaîne, protocole de routage hiérarchique

Le réseau de capteurs sans fil (RCSF) est une technologie émergente qui vise à offrir des capacités innovantes. Leur utilisation ne devrait cesser d’augmenter et ceci dans de nombreux domaines qu’ils soient scientifiques, logistiques, militaires ou encore sanitaires. Cependant, la taille des capteurs constitue une limitation importante, principalement en terme d’autonomie d’énergie et donc de durée de vie car la batterie doit être très petite, c’est pourquoi de nombreux travaux portent aujourd’hui sur la gestion de l’énergie consommée par les capteurs dans un réseau en prenant en considération, en premier lieu, les communications et les algorithmes de routage des données. C’est dans ce but que nous avons proposé un algorithme de routage adaptatif qui est une combinaison de deux grandes approches de routage à savoir (Cluster-based approach) et (Chain-based approach).
Afin de confirmer les améliorations apportées par  notre algorithme nous avons conduit une simulation à laide du simulateur réseau NS2,  dans la quelle les performances de notre algorithme sont évaluées et comparée avec les protocoles de clustering existant (LEACH et LEACH-C) ainsi que des protocoles de chaînage (PEGASIS) utilisés dans les réseaux de capteurs.

Besoins et facteurs de conception dans un réseau de capteurs sans fil

Dans ce qui suit, on présentera certains des besoins de base et des facteurs de conception du réseau de capteurs sans fil, qui servent de directives au développement des protocoles et des algorithmes pour l’architecture de communication WSN.

Tolérance aux fautes, adaptabilité et fiabilité

Les réseaux de capteurs sont requis pour fonctionner en s’adaptant aux changements environnementaux que les capteurs contrôlent. Les réseaux devraient être autodidactes. La fiabilité est la capacité de maintenir les fonctionnalités de réseau de capteurs sans la moindre interruption qui sera due à l’échec du noeud capteur. Ce dernier peut échouer en raison du manque d’énergie, de dommages physiques, de problèmes de communication, d’inactivité, ou d’interférence environnementale.
Le réseau devrait pouvoir détecter l’échec d’un noeud et s’organiser, se reconfigurer et récupérer des échecs de noeud sans desserrer aucune information.

Gestion et consommation d’énergie

Un des composants des noeuds capteurs est la source d’énergie qui peut être une batterie. Le noeud capteur sans fil, étant un dispositif microélectronique, peut seulement être équipé d’une source d’énergie limitée. Au-delà de l’endroit inaccessible à distance avec moins de contrôle et d’existence humaine, les sources d’énergie jouent un rôle critique dans la survie des noeuds capteurs. La source d’énergie devrait être intelligemment divisée au-delà du captage, du calcul, et des phases de communication selon le besoin. Les capteurs peuvent être hibernés lorsqu’ils sont inactifs. Un bon nombre de recherches courantes se concentrent sur la conception de protocoles et d’algorithmes power-aware (consommation d’énergie minime) pour les réseaux de capteurs sans fil. Récemment, l’énergie solaire est également considérée comme une option pour autoriser les noeuds capteurs à distance qui sont considérés comme un environnement exposé.

Le modèle de consommation d’énergie dans les réseaux de capteurs

Un capteur utilise son énergie pour réaliser trois actions principales : l’acquisition, la communication et le traitement des données.
– Acquisition : L’énergie consommée pour effectuer l’acquisition n’est pas très importante.
Néanmoins, elle varie en fonction du phénomène et du type de surveillance effectué.

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