Optimisation de la consommation de l'énergie et maximisation de la dirée de vie des réseaux capteurs sans fil

Abstract

La récente et rapide évolution des technologies sans fils et de la microélectronique a permis de produire des capteurs miniatures avec un coût raisonnable. La petite taille de ces capteurs impose des limites sur leur capacité en termes d’énergie embarquée car ils sont généralement alimentés par des batteries non rechargeables et difficilement remplaçables. En raison de cette caractéristique contraignante, plusieurs travaux de recherche ont été menés pour minimiser la consommation d’énergie au niveau des capteurs afin de maximiser leur durée de fonctionnement et, par conséquent, allonger la durée de vie du réseau en entier. Ce dernier est composé d’un grand nombre de capteurs déployés dans des régions à surveiller, et communiquant entre eux à travers un médium sans fil pour transmettre les données collectées vers l’utilisateur final. Par ailleurs, le routage de données réalisé entre les différents capteurs du réseau consomme la plus grande partie d’énergie. A cet effet, plusieurs approches de routage ont été proposées pour conserver la ressource énergétique au niveau des capteurs et pouvoir surmonter les défis inhérents à sa limitation. Le but de ce travail est de proposer un protocole de routage à basse consommation d’énergie pour les réseaux de capteurs basé sur l’approche de clustering. Selon cette approche, les noeuds du réseau sont groupés en clusters. Pour chaque cluster un noeud cluster-head est élu pour gérer les noeuds membres de son cluster. Le protocole proposé LMEER (Layered Multi-hop Energy Efficient clustering Routing protocol) repose sur un principe visant à exploiter plus équitablement l’énergie des noeuds sélectionnés cluster-heads, en distribuant leur charge de capteurs à gérer lors du processus de clustering. Afin d’économiser l’énergie dissipée lors de l’acheminement des données capturées à la station de base, le routage multi-sauts est utilisé comme mode de communication entre les différents noeuds cluster-heads choisis dans le réseau. Les résultats de simulations obtenus ont montré que LMEER permet une réduction de la dissipation d'énergie, une durée de vie du réseau plus grande, et une meilleure tolérance aux pannes par rapport au protocole LEACH.