Collecte des données d'un réseau de capteurs sans fils en utilisant une surcouche réseau pair à pair

Ces dernières années, on a vu exploser le nombre de dispositifs informatiques dans tous les domaines, et cela même chez les particuliers. De la voiture, au téléphone mobile, en passant par le pèse personne, l'informatique sous toutes ses formes et ses déclinaisons est omniprésente dans la vie courante, et ne cesse d'étendre encore son champ d'action. Accompagnant cette expansion, les réseaux informatiques et plus particulièrement les réseaux sans fils sont eux aussi en pleine croissance. Il semble déjà lointain le temps où on ne téléphonait que de chez soi ou d'une cabine téléphonique, aujourd'hui tout le monde veut être connecté en tout temps. Et au-delà des personnes, maintenant la tendance est même à ce que tout dispositif soit relié au réseau, sans même aucune intervention de l'utilisateur. À la croisée des chemins, on retrouve les réseaux de capteurs sans fils. Ces réseaux sont formés d'une multitude de petits dispositifs autonomes, capables de s'auto-organiser pour communiquer entre eux, et ainsi travailler de concert pour collecter des informations sur leur environnement, le tout sans intervention humaine. Ces dispositifs sont peu coûteux, mais peu performants, et peuvent être utilisés en masse sans prendre soin de s'occuper de chacun d'eux. Ils sont l'ultime signe actuel de l'informatisation de masse et du besoin absolu de réseautage. Cependant dans une architecture traditionnelle actuelle, ces dispositifs ne sont pas totalement autonomes puisqu'ils nécessitent la présence de puits et de passerelles afin de pouvoir les utiliser avec le matériel informatique déjà présent. Dans ce mémoire nous nous sommes attachés à présenter une architecture qui permette de s'affranchir de ces contraintes qui mettent à mal ce concept d'indépendance total des dispositifs, et qui plus est, portent préjudice aux performances globales des réseaux de capteurs, en particulier dans certaines situations spécifiques. Pour cela nous avons proposé une architecture basée sur une sur couche pair à pair qui va nous permettre de collecter les données issues du réseau de capteurs. La collecte peut se faire soit grâce à un historique des valeurs récentes, qui de limiter la charge réseau en centralisant partiellement les données, soit par une connexion directe entre un utilisateur final et un capteur. Nous avons aussi réalisé une implémentation partielle de cette architecture et avons fait quelques tests afin de démontrer la faisabilité de cette architecture. Si ces tests sont loin de fournir une conclusion définitive sur les performances de notre architecture, ils nous ont permis de conclure sur la faisabilité d'une telle architecture et l'absence de risque évident de défaillance généralisée.

Abstract

Since few years we observed that number of computing devices increased quickly and found application in all domains and also among individuals. From car to cellphone, including bathroom scale, computing in all its forms and variations is ubiquitous in everyday life, and continues to expand its scope of action. With this expansion, computer networks, especially wireless networks are also growing. It seems far the time where we have phone calls only from house or from phone booth, nowadays everybody wants to be connected at any time. And beyond people, now more and more devices are connected by themselves, without any user interaction. At the crossroads, there are wireless sensor networks. These networks are composed of many small autonomous devices, which can self-organize them to communicate with each other and work together to capture information about their environment, without any human intervention. These devices are inexpensive, but inefficient, and can be deployed in mass without taking care of each one. They are the current ultimate stuff of mass computing deployment and absolute need of networks. However in current traditional architecture, these devices are not really independent since they require the presence of sink and gateways in order to use them with present infrastructure. In this paper we are committed to presenting an architecture that allows overcoming these constraints that undermine the concept of total independence of devices, and more, which can damage the overall performance of sensor networks, in particular in specific situations. For that we have proposed architecture based on a peer to payer overlay which will allow us to collect data from the sensor network. This collect can be done either through a history of recent values, which can limit the network load by partially centralizing data, either through a direct connection between an end user and a sensor. We also performed a partial implementation of this architecture and made some tests as a proof of concept of our architecture. If these tests cannot provide a definitive conclusion on the performance of our architecture, they have allowed us to conclude on the feasibility of such architecture and that there is not an obvious risk of widespread failure.