Réseaux ad hoc : système d'adressage et méthodes d'accessibilité aux données

RÉSUMÉ Au cours de la dernière décennie, un nouveau type de réseaux sans fil a suscité un grand intérêt dans la communauté scientifique: ce sont les réseaux ad hoc. Ils existent sous la variante des réseaux mobiles ad hoc (MANET), et des réseaux de capteurs sans fil (RCSF). Les réseaux mobiles ad hoc sont constitués de noeuds mobiles qui communiquent les uns avec les autres sans l‘aide d‘une d'infrastructure centralisée. Les noeuds se déplacent librement et sont soumis à des déconnexions fréquentes en raison de l'instabilité des liens. Cela a pour conséquence de diminuer l'accessibilité aux données, et de modifier la façon dont les données sont partagées dans le réseau. Comparable aux réseaux MANET, un RCSF est composé d'un ensemble d'unités de traitements embarquées, appelées capteurs, communiquant via des liens sans fil et dont la fonction principale est la collecte de paramètres relatifs à l'environnement qui les entoure, telles que la température, la pression, ou la présence d'objets. Les RCSF diffèrent des MANET de par le déploiement à grande échelle des noeuds, et trouvent leur application dans diverses activités de la société, tels les processus industriels, les applications militaires de surveillance, l'observation et le suivi d'habitat, etc. Lorsqu‘un grand nombre de capteurs sont déployés avec des dispositifs d'actionnement appelés acteurs, le RCSF devient un réseau de capteurs et d‘acteurs sans fil (RCASF). Dans une telle situation, les capteurs collaborent pour la détection des phénomènes physiques et rapportent les données afférentes aux acteurs qui les traitent et initient les actions appropriées. De nombreux travaux dans les RCSF supposent l'existence d'adresses et d'infrastructures de routage pour valider leurs propositions. Cependant, l‘allocation d‘adresses et le routage des données liées aux événements détectés dans ces réseaux restent des défis entiers, en particulier à cause du nombre élevé de capteurs et des ressources limitées dont ils disposent. Dans cette thèse, nous abordons le problème de l'accessibilité aux données dans les MANET, et les mécanismes d‘adressage et de routage dans les RCSF de grande taille.----------ABSTRACT During the last decade, a new type of wireless networks has stirred up great interest within the scientific community: there are ad hoc networks. They exist as mobile ad hoc networks (MANET), and wireless sensor (WSN). The mobile ad hoc networks consist of mobile nodes that communicate with each other without using a centralized infrastructure. The nodes move freely and are subject to frequent disconnections due to links instability. This has the effect of reducing data accessibility, and change the way data are shared across the network. Similar MANET networks, a WSN consists of a set of embedded processing units called sensors that communicate with each other via wireless links. Their main function is the collection of parameters relating to the environment around them, such as temperature, pressure, motion, video, etc. WSNs differ from the MANETs due to the large scale deployment of nodes, and are expected to have many applications in various fields, such as industrial processes, military surveillance, observation and monitoring of habitat, etc. When a large number of sensors which are resource-impoverished nodes are deployed with powerful actuation devices, the WSN becomes a Wireless Sensor and Actor Network (WSAN). In such a situation, the collaborative operation of sensors enables the distributed sensing of a physical phenomenon, while actors collect and process sensor data to perform appropriate action. Numerous works in WSN assumes the existence of addresses and routing infrastructure to validate their proposals. However, assigning addresses and delivering detected events remains highly challenging, specifically due to the sheer number of nodes. In this thesis, we address the problem of data accessibility in MANET, and that of addressing and routing in large scale WSN. This involves techniques such as data caching and replication to prevent the deterioration of data accessibility. The addressing system in WSN includes a distributed address allocation scheme and a routing infrastructure for both actors and sensors. Moreover, with the birth of the multimedia sensors, the traffic may be mixed with time sensitive packets and reliability-demanding packets. For that purpose, we also address the problem of providing quality of service (QoS) in the routing infrastructure for WSN

Arquitectura multi-agente y protocolo de comunicación para dar soporte a sistemas basados en conocimiento en redes de sensores inalámbricos

[ES] En la presente tesis se presenta una arquitectura multi-agente, cuya finalidad es la de conseguir la gestión autónoma de los recursos energéticos de un nodo en una red de sensores inalámbricos, a través de sistemas borrosos basados en reglas, apoyándose en la capacidad de comunicación que aportaría un nuevo protocolo de aplicación. Así pues, en la arquitectura multi-agente desarrollada, los agentes son modelados a través de sistemas borrosos basados en reglas cuya función es la de conseguir una gestión eficiente del ciclo de trabajo de un sensor. Así mismo, un nuevo protocolo de aplicación específico da soporte a toda la red de sensores, haciéndola además, disponible desde Internet. Los resultados obtenidos muestran que la integración propuesta, así como el protocolo de comunicación desarrollado, cumplen satisfactoriamente con los objetivos marcados, pudiéndose concluir que los sistemas borrosos basados en reglas permiten modelar efectivamente el comportamiento de estos agentes.[EN]n this thesis it is presented a multi-agent architecture whose purpose is to achieve the autonomous management of the resources of a sensor through fuzzy rule-based systems. Moreover, those systems would rely on the communication services that bring a new application protocol. Therefore, those agents are modelled by fuzzy rule-based systems to achieve an efficient management of the duty cycle of a sensor. In addition, a new specific application protocol that supports the entire sensors network has been developed, making the network available from the Internet, too. The obtained results show that the proposed integration satisfactorily meets the objectives. Thus, it can be concluded that fuzzy rule-based systems can effectively model the behaviour of an agent in charge of managing the energy resources of a sensor. Moreover, thanks to the use of a specific application protocol, those agents can be managed within a sensor network.Tesis Univ. Jaén. Departamento de Ingeniería Telemática, leída el 1 de diciembre de 201