Agrégation des données pour les requêtes spatiales dans les réseaux de capteurs sans fil

 

 

 

 

 

 

Yacine Bouhabel

Ecole nationale Supérieure d’Informatique BP 68M, 16309, Oued-Smar, Alger, Algérie.Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.';document.getElementById('cloakd8db55c8857b117f09dfc5c73ec5f56c').innerHTML += ''+addy_textd8db55c8857b117f09dfc5c73ec5f56c+'<\/a>';

 

 

 

 

Résumé— La capacité des réseaux de capteurs sans fil à générer un volume  important  de  données,  en captant  des  mesures  de l’environnement physique, les rend très utiles pour des applications de surveillance de tout genre. Une application intéressante sera la surveillance d’une région particulière. Dans de telles applications, ce qui intéresse les utilisateurs est souvent une  mesure  agrégée  qui  donne  une  bonne  orientation  à  la décision à prendre. Toutefois les réseaux de capteurs sans fil sont connus pour leur contrainte en termes d’énergie. Plusieurs techniques ont été proposées pour traiter les requêtes spatiales tout en préservant l’énergie du réseau.  Dans  cet  article,  nous exposerons plusieurs de ces techniques, nous procéderons à leur classification selon des critères définis.

 

Mots clés: Réseaux de capteurs sans fil, requêtes spatiales, agrégation de données

 

I.      INTRODUCTION

Les dernières années, diverses technologies ont observé des évolutions remarquables (réseau, communication sans fil, systèmes embarqués, miniaturisation des composants,…). La combinaison   de   plusieurs   de   ces   technologies   a   donné naissance à des petits dispositifs capables de capter une information de l’environnement, de la traiter, la stocker et enfin la communiquer [1]. Ces dispositifs facilement déployables constituent les nœuds d’un réseau de capteurs sans fil. La capacité de ces réseaux à surveiller des phénomènes physiques (température, humidité, vibration, …) de manière distribuée, et à communiquer cette information à une station de base ayant des capacités évoluées de traitement et d’interaction avec les utilisateurs, a laissé le champ d’application et d’utilisation de ces réseaux assez large.

 

Ces applications peuvent aller de la détection de tireur ou de chars dans le domaine militaire, à la surveillance de patients dans le domaine de la santé. Akyildiz, dans son livre de référence [1], a cité plusieurs exemples d’applications actuelles des réseaux de capteurs sans fil, résumées dans le tableau suivant :


 

TABLE I.          DOMAINE D’APPLICATION DES RESEAUX DE CAPTEURS SANS FIL

 

Militaire

Environnement

Santé

Industrie

Collecte

d’informations

(mouvements

de    l’ennemi, risques

chimiques,

…)

 

Détection  des tireurs

Surveillance

d’animaux

 

Observation de l’environnement (rivières, crues, volcans,…)

Surveillance

des patients

 

Réponse aux urgences

Maintenance

préventive

 

Surveillance de l’état des structures

 

 

Afin d’accomplir les tâches planifiées, les nœuds du réseau de capteurs, doivent faire face à plusieurs défis, et à leurs têtes l’énergie nécessaire pour garantir la vie du réseau lui-même.

 

En effet, la conservation d’énergie des nœuds du réseau reste un objectif important de tout protocole proposé. Plusieurs études ont  confirmé que la communication entre les nœuds constitue l’opération la plus consommatrice d’énergie [1]. De ce fait, toute limitation de la communication entre les nœuds sera surement bénéfique.

 

Parmi les points forts des réseaux de capteurs sans fil, nous pouvons citer la facilité de déploiement des nœuds. En général on fait une distribution aléatoire des capteurs dans le champ de captage, et on laisse aux nœuds de s’auto organiser afin d’acheminer les données collectées vers la station de base. De ce  fait,  plusieurs  chercheurs  se  sont  intéressés  au développement  de protocoles de localisation permettant  aux nœuds de connaitre leurs positions et  coordonnées  [2].  Ces informations   spatiales   ont   ouvert   la   porte   à   plusieurs applications intéressantes, parmi lesquelles la possibilité de traiter des requêtes géographiques dans le réseau de capteur. Dans cet article ont s’intéressera au traitement d’une catégorie de ces requêtes : les requêtes spatiales.

 

D’autre part, très souvent les utilisateurs sont plutôt concernés  par  des  agrégations  des  données  collectés  (la

 

moyenne  de  la  température,  par  exemple)  qui  serviront  à donner une information sur un phénomène physique qui a lieu dans une zone du champ de captage. Les valeurs individuelles récupérées par chaque nœud de manière individuelle, ne sont pas très souvent de grande utilité. Dans des objectifs de conservation de l’énergie, la plupart des protocoles traitent l’agrégation des données captées à l’intérieur du réseau [3]. Le traitement est beaucoup moins couteux que la communication.

 

Dans cet article, on s’intéressera aux protocoles de traitement de l’agrégation des données dans les requêtes spatiales.

 

Le  reste  de  l’article  est  organisé  comme  suit :  dans  la section 2 nous présentons le concept des requêtes spatiales. Un découpage des étapes de traitement de ces requêtes sera donné. Nous enchainerons par l’exposé de quelques protocoles utilisés pendant les étapes de traitement, essentiellement l’envoi et la diffusion  de requêtes.  A la  section  4 une  classification  des protocoles           étudiés           sera           présentée.         

 La section  5  conclue  l’article  et  donne  quelques  perspectives futures du travail.

 

 

 

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