arima

Volume 21 - 2015

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Routage et agrégation de données dans les réseaux de capteurs sans fil structurés en clusters auto-stabilisants

Data transfert and aggregation in wireless sensor networks structured into self-stabilizing clusters

Mandicou Ba* - Olivier Flauzac** - Ibrahima Niangy*** and Florent Nolot**

*Université Cheikh Anta Diop (UCAD)
École Supé,rieure Polytechnique (ESP)
Département Génie Informatique (DGI)
Dakar, Sénégal
mandicou.ba@esp.sn

**Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)
Laboratoire CReSTIC EA 3804 - Équipe SysCom
Reims, France
olivier.flauzac@univ-reims.fr
florent.nolot@univ-reims.fr

***Université Cheikh Anta Diop (UCAD)
Département de Mathématiques et Informatique (DMI)
Laboratoire d'Informatique de Dakar (LID)
Dakar, Sénégal
iniang@ucad.sn

RÉSUMÉ. Dans cet article, nous menons une étude complète visant à proposer trois stratégies de routage, intégrant différents niveau d'agrégation, afin d'acheminer les données collectées dans les Réseaux de Capteurs Sans Fil (RCSF) structurés en clusters auto-stabilisants. Ces trois scénarios sont : (i) le Routage Sans Agrégation (RSA), (ii) le Routage avec Agrégation Partielle (RAP) et (iii) le Routage avec agrégation Totale (RAT). Ces derniers se fondent sur un schéma de clustering autostabilisant où est intégré un système d'agents coopératifs. Nous validons ces trois scénarios par simulation sous OMNeT++ en évaluant et comparant leurs performances en termes de délai de bout en bout, de consommation énergétique et de durée de vie du réseau. Les résultats de simulation montrent que le RSA minimise les délais de communication, le RAP réduit la consommation énergétique et le RAT prolonge la durée de vie des cluster-heads.

ABSTRACT. In this paper, we conduct a complete study aimed to propose three routing approaches in order to transfer data in Wireless Sensors Networks (WSNs) structured into self-stabilizing clusters. These approaches are : (i) non-aggregation scenario, (ii) partially-decentralized scenario aggregation and (iii) fully-decentralized aggregation scenario. These are based on a self-stabilizing clustering algorithm in which is integrated an intelligent multi-agent systems. To validate the proposed approaches, we evaluate and compare its end-to-end delay, energy consumption and network lifetime. Simulation results, under OMNeT++, show that the non-aggregation aggregation scenario provides a better endto- end delay, the partially-decentralized aggregation scenario reduces the energy consumption and prolongs the network lifetime and fully-decentralized aggregation prolongs cluster-head's lifetime.

MOTS-CLÉS : RCSF, Clustering auto-stabilisant, Routage, Agrégation, Multi-Agents, OMNeT++.

KEYWORDS: WSNs, Self-stabilizing Clustering, Routing, Aggregation, Multi-Agents, OMNeT++.

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