Optimisation de la transmission d'images dans les réseaux de capteurs pour des applications critiques de surveillance (original) (raw)
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Compression d'images dans les réseaux de capteurs sans fil
Les progrès technologiques incessants ont permis le développement de nouveaux types de capteurs, issue de la convergence de la micro-électronique et des technologies de communication sans fil. Les capteurs, nouveaux venus dans les thèmes de recherche en informatique peuvent être vus comme des systèmes autonomes miniaturisés, équipés d'une unité de traitement et de stockage de données, d'une unité de transmission sans fil et d'une batterie. Ces nouveaux petits composants peu onéreux pouvant s'organiser en réseau autonome pour récolter des données et les remonter à une station de base, avec comme contrainte fondamentale la limitation de leurs ressources de calcul, de stockage et surtout d'énergie. Parmi les nombreuses applications potentielles des réseaux de capteurs sans fil, celles utilisant des capteurs d'image sont appréciables pour tout ce qui concerne la détection et la localisation d'objets par la vision (comptage de la faune dans les réserves naturelles, localisation des départs de feu en forêt, etc..). Mais elles sont particulièrement gourmandes en énergie puisque la quantité de données nécessaire pour représenter une image en comparaison d'une valeur scalaire classique (une mesure de température par exemple) diffère de plusieurs ordres de grandeur. Il semble évident de prime abord que le coût énergétique de la transmission de l'image peut être réduit significativement en compressant l‟image à la source. Or, La contrainte de la limitation des ressources des noeuds rend impossible ou inefficace en pratique l‟exécution des algorithmes de compression standards. Ferrigno et al., ont montré en effet que des algorithmes bien connus comme JPEG ou JPEG2000 ont un coût d‟énergie plus supérieur au gain qu'ils amènent. Dans ce domaine, on remarque des efforts de plusieurs auteurs pour adapter les algorithmes de compression bien connus comme JPEG, JPEG2000 ou SPIHT aux contraintes particulières des réseaux de capteurs sans fil. Notre proposition, suit aussi cette voie en proposant d'intégrer dans une chaîne de compression de type JPEG, une DCT rapide basée sur l'algorithme de Loeffler, de la quantification scalaire, et du codage entropique basé sur le codeur Golomb couplé avec le codeur arithmétique QM. L'approche DCT rapide utilisée permet de réduire le nombre d'opérations pour calculer les coefficients de la DCT. Elle entraîne systématiquement une réduction de la complexité de calcul de la chaîne de compression, et par incidence une réduction de la consommation d'énergie. Le choix du codeur Golomb couplé avec le codeur arithmétique présente un bon compromis vitesse d'exécution/taux de compression. La validation de notre proposition a été faite par simulation en utilisant le simulateur de réseaux de capteurs sans fil Castalia.
Optimisation énergétique d'un système de communication dédié à un réseau de capteurs
2005
-Cet article présente une méthode d'optimisation énergétique d'un système de communication mobile utilisé dans un contexte de réseau de capteurs. Plus particulièrement, il se focalise sur l'optimisation de l'expression de l'énergie consommée par les couches liaison et physique réalisant la communication entre deux noeuds en liaison directe. Les fonctions du niveau liaison comprennent dans notre cas la correction d'erreurs et la retransmission automatique des paquets erronés.
Optimisation multicritères de la qualité de service dans les réseaux de capteurs multimédia sans fil
2015
Les progres realises en systemes micro-electro-mecaniques couples avec leur convergence vers les systemes de communication sans fil, ont permis l'emergence des reseaux de capteurs sans fil (RCSF). Les contraintes de ces reseaux font que tous les efforts soient fournis pour proposer des solutions economes en energie. Avec les recents developpements des technologies CMOS, des capteurs d'images a faible cout ont ete developpes. En consequence, un nouveau derive des RCSF, qui sont les Reseaux de Capteurs Video Sans Fil (RCVSF), a ete propose. La particularite des donnees video ainsi que les contraintes inherentes aux nœuds ont introduit de nouveaux defis. Dans cette these, nous proposons deux solutions basees sur l'approche inter-couches pour la livraison de la video sur les RCVSF. La premiere solution propose un nouveau schema de compression video adaptatif, efficace en energie et base sur la norme de compression video H.264/AVC. Le flux video est ensuite gere par une versi...
Minimisation de la consommation d'énergie dans les réseaux de capteurs sans fil
Prolonger la durée de vie d'un réseau de capteurs sans fil (RCSF) est un défi fondamental dans leur conception, du fait qu'ils ont une alimentation limitée et irremplaçable. L'approche hiérarchique est l'une des techniques utilisées afin de minimiser la consommation d'énergie et d'améliorer la durée de vie de réseau. Le protocole LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy Protocol) est un protocole de routage hiérarchique. Dans ce papier nous proposons une nouvelle formule de sélection des chefs de groupe (Cluster Heads : CHs).
Optimisation distribuée de la durée de vie dans les réseaux de capteurs sans fil
J'adresse tout d'abord mes sincères remerciements à mon directeur de thèse M. Ousmane THIARE, Maître de Conférences HDR, pour tout son soutien et ses conseils tout au long de ce travail. C'est avec un très grand plaisir que j'entame cette partie, me permettant de lui exprimer mes plus vifs remerciements, pour m'avoir encadré malgré les conditions très difficiles, et pour sa générosité que j'estime beaucoup chez lui.. Je remercie M. Jean-Frederic MYOUPO, Professeur à l'Université de Picardie Jules Verne (France), et M. Bernard POTTIER, Professeur à l'Université de Bretagne Occidentale (France), pour m'avoir fait l'honneur d'accepter de rapporter cette thèse, malgré leurs calendriers très chargés. Je tiens également à remercier M. Cong Duc PHAM, Professeur à l'l'honneur d'avoir accepté de faire partie du jury. Mes remerciements vont naturellement à tous le PER de l'UFR SAT, des personnes chaleureuses que j'ai côtoyées durant ces années et qui n'hésitent jamais à consacrer un peu de leur temps aux gens qui frappent à leurs portes. Un grand merci aussi pour votre confiance en ma personne pour les enseignements dispensés durant ces années. Je réserve aussi de vifs remerciements à mes amis et collègues avec qui j'ai partagé des moments agréables surtout avec les défis au terrain de football, entre autres. Je ne pourrais clore ce lot sans citer explicitement Messieurs Mor NDONGO et Serigne Mamour DIOP. Ce dernier, l'homme qui m'a accueilli à Saint Louis et à Pau (France), qui m'a initié aux outils de simulations (OMNeT++ et Castalia) et qui a su être très disponible pour partager son expérience avec moi. Je remercie également mes amis de la promotion «LICINFO 2007» de l'Université Cheikh Anta DIOP de Dakar, en particulier M. Abdoukarim Dit Séga LY, qui m'a convaincu par une longue discussion à choisir la formation Informatique au détriment de la Physique Appliquée. Mes remerciements vont aussi à l'endroit de M. Mouhamadou Lamine BA, qui m'a accueilli à bras ouverts durant mes deux passages à Paris (France). iv Ouf ! je t'ai beaucoup fatigué my boy. Mes remerciements reviennent à l'endroit de M. Cong Duc PHAM, Professeur à l'Université de Pau (France) pour m'avoir invité dans son laboratoire. Grace à lui, j'ai eu a échanger avec d'autres chercheurs mais surtout à faire mes premiers pas avec la programmation et les tests sur des noeuds capteurs sans fil réels. Je remercie au passage toutes les personnes chaleureuses que j'ai connues durant ce séjour à Pau. Je tiens aussi à exprimer toute ma gratitude à mon frère Abdou Kâ DIONGUE, qui m'a accompagné à tous les niveaux depuis mes débuts au Lycée Maba Diakhou BA de Nioro du Rip. Il a su toujours, Ah ben presque ! répondre présent à mes appels. Pour tout dire, merci grand ! ! :-) À présent, je reprends le souffle et adresse mes sincères remerciements à ma seconde famille, Monsieur Gorgui NDAO qui avait accepté d'accueillir une personne inconnue chez lui et qui, grace à sa générosité, a fini par s'intégrer au vrai sens du terme. Merci encore pour les prières et bref pour tout. Je tiens particulièrement à remercier des amis que je ne pourrais pas me passer de les citer nommément, je veux dire «Biggest» de son vrai nom M. Samba SIDIBE, mon nouveau tuteur à Dakar, a qui je souhaite bonne chance pour la thèse qu'il vient de démarrer. Mes remerciements vont à M. Ousseynou DIOP, à qui je souhaite une excellente carrière au sein de la Gendarmerie Nationale Sénégalaise. J'espère n'avoir oublié personne ! Sinon j'espère qu'ils comprendront que l'émotion d'avoir terminé ce travail m'a étouffé l'esprit. Mes vifs remerciements à mes parents, mes frères et soeurs, mes oncles et tantes, mes cousins et cousines, pour leur soutien et leur prière, surtout durant mon cursus universitaire à Dakar et à Saint Louis. Je tiens à exprimer toute ma gratitude à ma très chère et douce maman qui n'a jamais cessé de m'encourager pour que j'aille jusqu'au bout. Merci encore maman pour ta patience et surtout pour tes conseils qui ont toujours attisé ma force mentale et mon courage. Un grand merci à mon papa, qui a donné de tout son possible pour protéger sa famille, merci et merci ! Je ne saurais terminer cette section sans adresser mes vifs remerciements à mon très cher grand père maternel, mon guide, mon idole, je veux nommer Feu Serigne Al Hassane Salame. Que la paix règne sur toi «mame» et sur toute ta famille.
Algorithmes pour l'estimation des données dans les réseaux de capteurs
2009
La collecte des données est un des enjeux majeurs dans les réseaux de capteurs. En effet, les communications induites par la transmission de données réduisent considérablement la durée de vie du réseau. Une des techniques utilisées pour réduire la quantité de données transférées est l'agrégation et selon le type des donnéesétudiées, une des possibilités est l'utilisation de série temporelle ARMA. Dans cet article, nous proposons quatre algorithmes d'agrégation de données s'appuyant sur le modèle AR permettant ainsi la diminution de la consommation d'énergie dans les réseaux de capteurs et augmentant la durée de vie de ceux-ci.
2012
Nous présentons dans ce papier une nouvelle méthode de déploiement d'un réseau de capteurs dans un environnement aux contraintes de détection géographiquement hétérogènes, sans connaissances a priori du nombre de capteurs nécessaires pour sa couverture. En effet, nous prendrons ici l'hypothèse courante que la nécessité de couverture est dirigée par les irrégularités géographiques de la région d'intérêt considérée. Le problème de déploiement résultant se trouve donc naturellement formalisé comme un problème d'optimisation sous contrainte où l'objectif est de maximiser le nombre de régions de l'espace d'intérêt dans lesquels le niveau de détection requis est satisfait tout en limitant le nombre de capteurs nécessairesà cette tâche. Afin de parerà la complexité algorithmique de la tâche, l'algorithme proposé, de type branch and bound, est une adaptation de l'algorithme UCT, Upper confidence Bound for Tree search, dans le cas d'un jeu nonépisodique, telle l'optimisation combinatoireà laquelle nous nous intéressons ici. Nous montreronségalement qu'il est possible d'assurer une propriété de la connectivité des capteurs suivant une contrainte de portée prédéfinie.
Placement de réseau de capteurs pour l'observation de scènes intérieures
2008
Dans le cadre du projet Capthom, qui vise à développer un nouveau capteur de présence humaine, nous nous sommes intéressés au problème de l'optimisation du placement des capteurs. Lors des premières phases du projet, il est apparu que la mission confiée au système, à savoir la détection de la présence humaine dans un environnement fermé, pourrait être réalisée avec de multiples capteurs de technologies différentes. Cet article présentera une méthode de placement de capteurs multi technologiques pour la surveillance de maisons individuelles ou de bâtiments tertiaires. Dans la méthode présentée, l'environnement à observer est modélisé numériquement, puis les contraintes du problème de placement sont spécifiées. L'ensemble de contraintes est ensuite résolu par l'utilisation d'un algorithme génétique
Analyse structurelle de réseaux de capteurs pour la commande et l'observation
Http Www Theses Fr, 2011
Bibliographie Annexe Le premier problème que nous considérons dans cette thèse est le problème du rejet de perturbations par retour de mesure. Les systèmes dynamiques sont souvent affectés par des perturbations. Pour assurer certaines performances du système, il faut donc éliminer ou réduire si possible l'effet des perturbation. Certaines approches permettent de minimiser la norme de la matrice de transfert entre les perturbations et les sorties à réguler [Vidyasagar, 1987]. Dans notre travail, nous nous intéressons au problème du rejet de perturbation exact par retour de mesure. Ce problème consiste à commander un système, à l'aide d'un retour dynamique de sortie mesurée, pour que la matrice de transfert entre les perturbations et les sorties à réguler soit nulle. Le retour dynamique est
Sécurité dans les réseaux de capteurs sans fil : conception et implémentation
2008
The wireless sensor networks applications become more diversified with the advent of miniature and efficient sensors. The ANR CAPTEURS project aims to apply wireless sensor networks to supervise the cold chain. The use of wireless communication, lack of reliable entity, the diversity of organizations producing and managing sensors, and the sake of saving sensor's energy ressources led us to design and implement a new security protocol designed essentially to authenticate exchanges between sensors. The purpose of this work is, first, the design and implementation of a security protocol and the second is testing this solution integrated with Placide, the network management protocol. The security protocol is essentially composed of two phases : a negotiation phase of pairwise keys between sensors which has been incorporated into the initialization phase of Placide, and a permanent phase during which the packets are authenticated (data encryption is optional).