Réduction de la consommation d'énergie dans les réseaux de capteurs sans fil

Abstract

La miniaturisation progressive des composants électroniques et le développement rapide dans le domaine informatique et télécommunication et surtout dans les réseaux sans fil ont mené à l'apparition des composantes appelées capteurs. Ces composantes, utilisées pour collecter les données déterminées d'une zone (p. ex., la température, la lumière, le bruit, l'humidité, etc.), constituent un réseau de capteurs sans fil. Ces mesures de capteurs sont transmises à travers une transmission radio vers un nœud central appelé Station de Base qui constitue la passerelle vers une application-utilisateur dédiée qui prend des décisions basées sur ces lectures de capteurs. Ce type de réseau a subi actuellement un développement considérable dans plusieurs domaines d'application (sécurité, santé, environnement, sécurité alimentaire, fabrication, télécommunication, robotique, etc.). Néanmoins, il souffre de limitations des ressources énergétiques. Le déploiement de ces réseaux est souvent dans des régions hostiles où le changement de batteries, qui alimentent les capteurs, est impossible, nous avons constaté que la grande partie d'énergie consommée par le capteur est durant la transmission de données. Donc le principal défi de cette thèse est de proposer des algorithmes de routage et/ou optimiser les protocoles de routage pour augmenter la durée de vie de RCSF.

À cet égard, nous avons proposé en premier lieu, un algorithme de routage basé sur le théorème de Pythagore généralisé permettant à chaque nœud de faire une meilleure sélection (en matière de coût énergétique) de son nœud suivant pour le saut suivant parmi ses voisins. En deuxième lieu, nous avons proposé et évalué trois méthodes de transmission appelées : S-Rhombus, S-Square, S-Circle pour établir un routage réaliste basé sur une topologie spécifique de réseaux de capteurs sans fil homogènes. En troisième lieu, nous avons proposé un nouvel algorithme de routage intelligent de réseaux de capteurs sans fil, constitué de nœuds stables dispersés de façon aléatoire, cette approche est inspirée de colonies de fourmis. L'algorithme proposé prend en compte la distance entre deux nœuds, la longueur de chemin choisie et l'énergie résiduelle des nœuds de façon à mettre à jour la probabilité de choix du nœud suivant parmi ces nœuds voisins, contrairement à plusieurs algorithmes de routage ; d'une part, les nœuds regroupent les données de leurs prédécesseurs et les envoient tous à leurs successeurs ; d'autre part, la source est presque toujours changée à chaque itération. D'où, la consommation d'énergie est équilibrée entre les nœuds. De sorte que, la durée de vie du réseau sera augmentée. Les conséquences des simulations sur les réplications prouvent le succès de notre futur algorithme de routage (SRA).