Collecte et agrégation de données économes en énergie dans les réseaux de capteurs sans fil

Les développements récents dans les technologies de processeurs, de mémoire et de radio ont permis la création de réseaux de capteurs sans fil déployés pour collecter des informations utiles dans une zone d'intérêt. Les données recueillies doivent être rassemblées et transmises à une station de base où elles sont ensuite traitées pour les requêtes des utilisateurs finaux. Étant donné que le réseau se compose de nœuds à faible coût avec une puissance de batterie limitée, des méthodes économes en énergie doivent être employées pour la collecte et l’agrégation des données afin d'atteindre de longues durées de vie du réseau. Dans un environnement où, lors d'un cycle de communication, chacun des nœuds de capteurs a des données à envoyer à une station de base, il est important de minimiser l'énergie totale consommée par le système lors d'un cycle afin de maximiser la durée de vie du système. Grâce à l'utilisation de techniques de fusion et d'agrégation de données, tout en minimisant l'énergie totale par cycle, si la consommation d'énergie par nœud peut également être équilibrée, un schéma de collecte et de routage des données quasi optimal peut être atteint en termes de durée de vie du réseau. Jusqu'à présent, en plus du protocole conventionnel de transmission directe, deux protocoles élégants appelés LEACH et PEGASIS ont été proposés pour maximiser la durée de vie d'un réseau de capteurs. Dans cet article, nous proposons deux nouveaux algorithmes sous le nom de PEDAP (Protocole de collecte et d'agrégation de données économes en énergie), qui sont des schémas de routage basés sur l'arbre couvrant minimum quasi optimal, dont l'un est la version à consommation d'énergie de l'autre. Nos résultats de simulation montrent que nos algorithmes fonctionnent bien tant dans les systèmes où la station de base est éloignée que dans ceux où elle est située au centre du champ. PEDAP permet d'atteindre une amélioration de 4x à 20x en durée de vie du réseau par rapport à LEACH, et environ trois fois d'amélioration par rapport à PEGASIS.