Amélioration des performances dans les réseaux de capteurs sans fil: Du contrôle de topologie à l'intégration du RFID

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Amélioration des performances dans les réseaux de capteurs sans fil: Du contrôle de topologie à l'intégration du RFID

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Titre: Amélioration des performances dans les réseaux de capteurs sans fil: Du contrôle de topologie à l'intégration du RFID
Auteur: Ouadou, Mourad
Résumé: Les réseaux de capteurs sans fil ont gagné un intérêt majeur lors de la dernière décennie. Cette technologie a connu un essor spectaculaire et s'est vu contrainte de se développer afin de répondre à sa demande croissante. Aujourd'hui, les réseaux de capteurs sont utilisés dans la domotique, la surveillance, l'agriculture, la santé, et dans bien d'autres domaines d'applications. Néanmoins, ce type de réseaux doit faire face à plusieurs défis relevés par la communauté scientifique, et principalement celui de la consommation énergétique. En effet, les capteurs sont de petites tailles, et ne peuvent pas supporter la présence de grandes batteries; pour cela des petites batteries y sont installées, et le nœud doit être configuré de telle sorte que la consommation énergétique soit optimale. Pour cette fin, des solutions ont déjà été proposées, et ont motivés les travaux de recherche présentés dans cette thèse. Ainsi, nous avons commencé par proposer un nouvel algorithme de contrôle de topologie, destiné aux réseaux de capteurs de type ZigBee, très utilisés dans des applications tels que la domotique ou le contrôle industriel. Afin de tester les performances de cet algorithme, nous avons opté pour la réalisation de notre propre prototype de nœud capteur, basé sur la technologie ZigBee combinée à l'environnement Arduino. Les expérimentations ont démontré l'efficacité énergétique de notre algorithme proposé, ainsi que du matériel développé par rapport à d'autres nœuds commercialisés. Par la suite, nous nous sommes tournés vers de nouvelles technologies qui ont vu le jour dernièrement, et qui ont permis de surmonter les limites des petites batteries classiques, à savoir le chargement à distance, ainsi que l'utilisation de l'identification par radiofréquences basée sur le concept de tag/lecteur. Concernant la recharge sans fil, nous avons proposé un algorithme qui permet d'optimiser les temps de recharge accordé aux nœuds, et ceux selon leurs besoins futurs dans le réseau. Notre algorithme a prouvé son efficacité en termes de consommation énergétique ainsi que la prolongation de la durée de vie du réseau. Concernant le RFID, nous avons proposé un algorithme proactif de filtrage des données, permettant de remédier à un problème très répondu dans ce type de systèmes: La duplication des données due au chevauchement des champs de lecture. Notre algorithme détecte les lecteurs pouvant générer des duplications, et empêche l'envoi de ces données dupliquées depuis la source. Cet algorithme a également sa compétitivité par rapport aux algorithmes proposés dans la littérature, et a contribué de manière significative à augmenter les performances de ce type de réseaux.
Date: 2018

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