L’OPTIMISATION DU DÉPLOIEMENT D’UN RCSF UTILISANT UN MODÈLE RADIO RÉALISTE, DÉDIÉ À LA SURVEILLANCE D’UN SITE SENSIBLE CLOS

Abstract

Dans ce mémoire, nous avons abordé le problème de déploiement des réseaux de capteurs sans fil (RCSFs) avec modèle de propagation radio réaliste, pour des applications de surveillance de sites sensibles clos. Pour optimiser ce déploiement, nous avons opté pour une optimisation multi-objectifs pour le placement déterministe de deux types de noeuds, à savoir les noeuds sentinelles et les noeuds relais. Cette topologie du réseau est dite topologie 2-tiers. Les noeuds sentinelles sont déployés à la frontière du site pour détecter les éventuelles intrusions, alors que les noeuds relais sont déployés à l’intérieur du site afin de relayer les alertes, générées par les noeuds sentinelles, jusqu’au noeud puits (sink). Pour assurer une couverture maximale et redondante de la frontière, nous avons modélisé le site en grille à deux dimensions contenant des mailles qui ont été elles même discretisées en sous mailles (04 sous mailles). Cette discrétisation nous a permis d’avoir quatre (04) positions potentielles au niveau de chacune des mailles pour y placer les noeuds, ce qui nous a permis d’assurer une k-couverture au niveau de la frontière du site (k=3). Pour garantir une mconnectivité à moindre coût (m=2), en terme de nombre de sauts, depuis un noeud sentinelle jusqu’au sink, un premier BILP (Binary Integer Linear Program), ayant pour objectif la minimisation du ii diamètre du réseau, est utlisé. Le résultat de ce BILP est utilisé comme contrainte par un second BILP ayant pour objectif la minimisation du nombre de relais, et ce afin de minimiser le coût du déploiement du RCSF. Ces minimisation ont un impact positif sur les performance du réseau, d’après les simulations que nous avons réalisées en utilisant le simulateur Contiki/Cooja. Par ailleurs, nous avons procédé à l’amélioration du protocole RPL (Ipv6 Routing Protocol for Low Power and Lossy networks), en y ajoutant un mécanisme de prise en charge de l’équilibrage de charge. La nouvelle version du protocole RPL a été denommée (RPL with Load Balancing (RPL_LB). L’évaluation des performances de notre réseau de surveillance a été faite en utilisant le simulateur Cooja/Contiki avec incorporation du protocole RPL amélioré (RPL_LB). Les résultats en termes de nombre de sauts, latence, energie et nombre de paquets reçus par le sink sont très encourageants.