Une nouvelle approche pour la minimisation de la consommation d’énergie dans les réseaux de capteurs sans fil

Abstract

Les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) composé généralement des petits dispositifs intelligents appelés capteurs sans fil, capables de surveiller, collecter et transférer des informations. Le routage des données et l'énergie consommée par les noeuds sont l'une des principaux problèmes dans le RCSF, il est donc nécessaire d’avoir une stratégie efficace qui prend en considération l’énergie du réseau. Le but de ce mémoire est de proposer une nouvelle approche pour minimiser la consommation d’énergie dans les réseaux de capteurs sans fil. Pour cela, nous proposons un nouveau protocole nommé MOD_HEED (Modified Hybrid Energy Efficient Distributed). Notre protocole vise à réduire la consommation d'énergie lors de la transmission des données à la station de base (SB). Le protocole MOD_HEED proposé basé sur une architecture hiérarchique en combinant les deux structures hiérarchiques : une structure hiérarchique en clusters et une structure hiérarchique en chaîne. La stratégie d'élection des clusters head (CH) basé principalement sur l'énergie résiduelle et la stratégie de construction de la chaîne reliant tous les CHs afin d'augmenter l’efficacité énergétique du réseau. Nous Suggérons deux approches de ce protocole selon le critère d'acheminer les données à La SB. Dans la première approche, chaque CH envoie ses données et les données de ses membres à la SB. Dans la deuxième approche, les CHs transmettent les données en formant d'une chaîne de relais à relais jusqu'à la SB. Les résultats de la simulation obtenus montrent que notre deuxième approche minimise la consommation d'énergie des noeuds de capteurs et prolonge la durée de vie globale de réseau et elle est plus performante que la première approche.

Wireless sensor networks (WSNs) generally consist of small smart devices called wireless sensors, capable of monitoring, collecting and transferring information. Data routing and energy consumed by the nodes is one of the main issues in the WSN, so it is necessary to have an effective strategy that takes into consideration the network energy. The purpose of this thesis is to propose a new approach to minimize energy consumption in wireless sensor networks. For this, we propose a new protocol named MOD_HEED (Modified Hybrid Energy Efficient Distributed). Our protocol aims to reduce power consumption when transmitting data to the base station. The proposed MOD_HEED protocol based on a hierarchical architecture by combining the two hierarchical structures: a hierarchical cluster structure and a hierarchical chain structure. The cluster head (CH) election strategy based mainly on the residual energy and the strategy of building the chain connecting all the CHs in order to increase the energy efficiency of the network. We suggest two approaches to this protocol, depending on the criterion of routing the data to the base station. In the first approach, each CH sends its data and the data of its members to the base station. In the second approach, the CHs transmit data by forming a relay-to-relay chain back to the Base Station. The simulation results obtained show that our second approach minimizes the energy consumption of sensor nodes and prolongs the overall lifetime of the network and it performs better than the first approach.