nÃo hà / Monitoring systems are important for debugging and analyzing Wireless Sensor Networks (WSN). In passive monitoring, a monitoring network needs to be deployed in addition to the network to be monitored, called target network. The monitoring network captures and analyzes packets sent by the target network. An energy-efficient passive monitoring system is necessary when there is a need to monitor a WSN in a real scenario because the lifetime of the monitoring network is extended and, consequently, the target network benefits from the monitoring for a longer time. In this thesis, initially, the main passive monitoring systems proposed for WSN have been identified, analyzed and compared. During the literature review, no passive monitoring system for WSN that aims to reduce the energy consumption of the monitoring network has been identified. Therefore, this thesis proposes an Energy-efficient Passive MOnitoring System for WSN (EPMOSt) that extends the lifetime of the monitoring network. EPMOSt uses two mechanisms to reduce the energy consumption of the monitoring network: sniffer election and aggregation of headers. By using the sniffer election, in general only one sniffer (a node of the monitoring network) captures packets sent by a given node of the target network, thereby reducing the transmission of packets captured by the monitoring network and, thus, considerably reducing the energy consumption of this network. By using aggregation of headers, only the information present in the headers of captured packets is sent through the monitoring network. Thus, the headers of several packets may be sent in the same monitoring message, hence reducing the overhead of transmission and consequently reducing the energy consumption of the monitoring network. Experiments performed with real sensors and with a WSN simulator in various scenarios are conducted to evaluate the proposed monitoring system. The obtained results show the energy efficiency of the EPMOSt and the viability of using it to monitor WSN in real scenarios. / Sistemas de monitoramento permitem depurar e analisar o funcionamento de uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF). No monitoramento passivo, uma rede de monitoramento adicional à implantada com o intuito de capturar e analisar os pacotes transmitidos pela rede a ser monitorada, denominada rede alvo. Quando se deseja monitorar uma RSSF em um ambiente real, um sistema de monitoramento passivo energeticamente eficiente à necessÃrio, pois, caso contrÃrio, a rede de monitoramento pode ter um tempo de vida bem menor do que a rede alvo. Nesta tese, inicialmente, os principais sistemas de monitoramento passivo propostos para RSSF foram identificados, analisados e comparados. Durante as pesquisas realizadas na literatura, nÃo foi identificado nenhum sistema de monitoramento passivo que se preocupasse em reduzir o consumo de energia da rede de monitoramento. Sendo assim, esta tese propÃe um sistema de monitoramento passivo energeticamente eficiente para RSSF, denominado EPMOSt (Energy-efficient Passive MOnitoring System), que prolonga o tempo de vida da rede de monitoramento. O EPMOSt utiliza dois mecanismos para reduzir o consumo de energia da rede de monitoramento: eleiÃÃo de sniffers (nÃs da rede de monitoramento) e agregaÃÃo de cabeÃalhos. A eleiÃÃo de sniffers garante que durante a maior parte do tempo apenas um sniffer captura os pacotes transmitidos por um determinado nà da rede alvo, reduzindo assim a transmissÃo de pacotes capturados redundantes atravÃs da rede de monitoramento e, consequentemente, reduzindo consideravelmente o consumo de energia desta rede. Com a agregaÃÃo de cabeÃalhos, apenas as informaÃÃes presentes nos cabeÃalhos dos pacotes capturados sÃo enviadas atravÃs da rede de monitoramento. Assim, os cabeÃalhos de vÃrios pacotes podem ser enviados na mesma mensagem de monitoramento, reduzindo assim o overhead de transmissÃo e, consequentemente, reduzindo tambÃm o consumo de energia da rede de monitoramento. Experimentos com sensores reais e com um simulador de RSSF sÃo realizados em vÃrios cenÃrios para avaliar o sistema de monitoramento proposto. Os resultados obtidos mostram a eficiÃncia energÃtica do EPMOSt e a viabilidade de utilizÃ-lo para monitorar RSSF em ambientes reais.

Redes de sensores sem fio (RSSFs) heterogêneas podem combinar nós estáticos e nós móveis. Os nós móveis podem ainda conter um hardware mais sofisticado quando comparado aos nós estáticos. Veículos aéreos não tripulados (VANTs) podem conferir mobilidade ao nó sensor aumentando a flexibilidade da RSSF onde ele está inserido. Tanto os VANTs quanto outros n´os sensores comuns podem conter uma arquitetura de hardware reconfiguraável, como por exemplo um FPGA, e com isso adquirir um poder computacional diferenciado. RSSFs propiciam um grande e interessante espectro de aplicações possíveis, tais como vigilância aérea, suporte `a segurança pública entre outros. As RSSFs podem ser configuradas através do uso de agentes móveis, que são capazes de migrar carregando as tarefas que serão executadas nos n´os. Neste cenário, este trabalho descreve uma arquitetura de agentes reconfiguráveis para redes de sensores sem fio. Os agentes são capazes de serem executados como um agente puramente em software, ou também como um agente em hardware, de- pendendo do ambiente de execução disponível e do design escolhido. A arquitetura proposta para o agente reconfiguraável apresenta a transparência necessária ao agente para que o resto do sistema não perceba a natureza dos agentes que estão sendo executados na plataforma. Além disso, a arquitetura permite a migração dinâmica de agentes que reconfiguram o sistema também de uma maneira transparente. São mostrados exemplos de casos de uso que demostram a viabilidade de uso da arquitetura proposta e este trabalho ainda mostra a análise realizada sobre estas plataformas. / Heterogeneous wireless sensor networks (WSN) can combine static nodes and mobile nodes. Theses mobile nodes may contain a sophisticated hardware when compared to static nodes. Unmanned aircraft vehicles (UAVs) can confer mobility to the sensor node increasing the flexibility of the WSN to where it is inserted. UAVs as well as other common sensor nodes can have a reconfigurable hardware architecture, as, for example, an FPGA and with this achieve a differentiated computational power. WSNs enable a vast and interesting spectrum of possible applications, like aerial surveillance, public security support, among others. The WSNs can be configured by the use of mobile agents, which are capable of migrating among the nodes, carrying the tasks to be executed and that will be instantiated on a given node. In this scenario, this work describes an architecture of reconfigurable agents to wireless sensor networks. The agents can be implemented purely in software or as a hardware agent, depending on the available execution environment and on the chosen design. The proposed architecture presents the necessary transparency to the agent so that the rest of the system is not aware of the nature of the agents that are implemented on the platform. Furthermore, the architecture enables dynamic migration of agents that reconfigure the system in a transparent way as well. In this work, use cases examples that demonstrate the feasibility of using the proposed architecture are shown, as well as the analysis performed on these platforms.

O uso de equipamentos sem fio em sistemas de monitoramento e controle de processos industriais vem aumentando gradativamente. Os elevados custos de cabeamento incentivam os gerentes de fábricas para que considerem o uso de sistemas industriais sem fio, uma vez que estes promovem grandes reduções nos custos de instalação finais. Entretanto, a robustez do enlace de rádio frequência e os requerimentos de comunicação em tempo real são frequentemente citados como obstáculos reais para o uso de tecnologias sem fio na indústria. À frente das demais organizações, a HART Foundation lançou em 2007 o WirelessHART, sendo este o primeiro padrão aberto de comunicação sem fio especificamente desenvolvido para ambientes industriais. Apesar de ser um protocolo seguro e de propiciar comunicação em tempo real, o estudo aprofundado do WirelessHART revela diversas possibilidades de melhorias. Nesse protocolo, o gerenciamento da rede é feito de forma centralizada, o que garante maior simplicidade e controle sobre o escalonamento, roteamento e a segurança das mensagens. Por outro lado, grandes latências, especialmente nos processos de conexão e desconexão de nós, impossibilitam o uso de dispositivos móveis ou intermitentes. A concentração do gerenciamento em um só elemento também leva à fragilidade do sistema: na falha do gerenciador central, toda rede fica inoperante. Neste trabalho, é apresentada uma arquitetura de rede WirelessHART inovadora, que utiliza coprocessadores gerenciadores distribuídos para possibilitar a descentralização do gerenciamento e consequentemente as suas vantagens. O sistema desenvolvido permite diferentes configurações descentralizadas, parciais ou totais, e com mínimas modificações no protocolo original. A arquitetura de rede proposta mantém os dispositivos de campo com suas características originais, de baixo custo e consumo, além de permitir a coexistência com equipamentos certificados. A metodologia para a descentralização é apresentada e o estudo de caso realizado permite a avaliação da proposta. A originalidade deste trabalho é verificada através do estudo do estado da arte. Os resultados obtidos de um estudo de caso demonstram o grande potencial da proposta, com reduções significativas nos tempos de agregação e manutenção da rede. A proposta de descentralização possibilita configurações e modos operacionais antes impossíveis no WirelessHART, tais como o uso de dispositivos móveis ou intermitentes e o emprego de técnicas de handover. / The use of wireless devices in industrial systems for process monitoring and control has been gradually increasing. The high costs of cabling encourage plant managers to consider the use of such industrial wireless systems, since they promote large reductions in final costs. However, the link robustness and the real-time communication requirements are frequently cited as real obstacles to the use of wireless technologies in the industry. Ahead of other organizations, the HART Foundation launched the in 2007WirelessHART, which is the first open standard for wireless communications developed specifically for industrial environments. WirelessHART is a reliable and secure protocol and provide real-time communications but the thorough study of this protocol reveals several possibile improvements. In this protocol, network management is done centrally, ensuring simplicity and control over the scheduling, routing and messaging security. Moreover, large latency, especially in the connection and disconnection processes of field devices, preclude the use of mobile or intermittent devices. The concentration of one element in management also leads to the system fragility: if the central manager fails the entire network fail. In this work, a innovative WirelessHART network achitecture is presented and implemented by means of hardware-based distributed network manager coprocessors to enable decentralization and its blessings. The developed system allows different decentralized, partial or total architectures with minimal changes to the original protocol. A hardware-based solution maintains field devices with its low cost and consumption features and allow coexistence with certified equipment. The decentralization methodology along with its originality is presented and case study allows the evaluation of the proposal. The results demonstrate the architecture has great potential with significant reductions in join and maintenance times. The proposed decentralization enables configurations and operating modes previously impossible in WirelessHART such as the use of mobile or intermittent devices and handover techniques.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-30T11:38:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Élio Ribeiro de Brito Filho - 2014.pdf: 1153597 bytes, checksum: c12cf69c65f8b3c6311da71be96e4c0e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-30T14:39:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Élio Ribeiro de Brito Filho - 2014.pdf: 1153597 bytes, checksum: c12cf69c65f8b3c6311da71be96e4c0e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-30T14:39:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Élio Ribeiro de Brito Filho - 2014.pdf: 1153597 bytes, checksum: c12cf69c65f8b3c6311da71be96e4c0e (MD5) Previous issue date: 2014-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This paper presents an alternative to scale testbeds for wireless sensor networks. The approach in this research was based on the recurrence of Hardware-In-the-Loop simulation technique to co-relate real sensor nodes with virtual sensor nodes. A literature review of explanatory feature enabled the fundamentals of this research and allowed the definition of predicates for targeting a functional solution. The design of the approach used was materialized through the implementation of a scalable and high-fidelity hybrid simulator. A series of tests/benchmarks took effect in order to legitimate the current study, that allowed us to evaluate the integrity, operating cost and limitations present in the infrastructure. The applied assessment confirmed the compliance of the outlined goals and the identification of some limitations related to the hardware. / Este trabalho apresenta uma alternativa para escalar testbeds de redes de sensores sem fio. A abordagem utilizada baseou-se na recorrência da técnica de simulação Hardware-In-the-Loop para co-relacionar nós sensores reais com nós sensores virtuais. Os fundamentos constitutivos da pesquisa foram viabilizados a partir de uma revisão literária de caráter exploratório, que possibilitou a definição de predicados para o direcionamento de uma solução funcional. O delineamento da abordagem utilizada foi materializado através da implementação de um simulador híbrido escalável e de alta-fidelidade. Para dar consistência ao empreendimento desenvolvido, foi aplicada uma série de testes/ benchmarks, que possibilitou avaliar a integridade, o custo operacional e as limitações presentes na infraestrutura. As avaliações aplicadas confirmaram o cumprimento dos objetivos traçados e a identificação de algumas limitações relacionadas ao hardware.

Made available in DSpace on 2015-04-11T14:02:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 antonio ramos.pdf: 1755825 bytes, checksum: 768c541e148d73e5b3ca6302d0df68f4 (MD5) Previous issue date: 2013-03-27 / Wireless Sensor Networks (WSNs) are commonly used in monitoring applications due to its capacity to sensing, processing and communicating, and its low cost. However, one limitation of WSN is on energy, because each device (sensor node) of the network needs to have low energy consumption, not allowing the use of extra hardware such as GPS. On the other hand, robots can assist in monitoring made by WSN. One possible application using robots in WSN is to search for events of interest, in which a robot browsing the network to find a specific event, using the signal strength (RSSI) as a reference for navigation. Solutions to this problem have been found in the literature. However, such works assume a devised propagation model, in which the RSSI regression curve versus distance is ideal for that scenario. We present in this dissertation two algorithms that solve the problem of robot navigation based on RSSI in search of an event. The first algorithm is based on the node signal coverage detection and the second uses probability to estimate distance and direction of the target node. Therefore, we conducted experiments to measure the RSSI value according to the distance in Amazon rainforest and represent the signal model propagation obtained in a simulator. Simulations based on the solutions of the literature showed that the percentage of arrival of these solutions is inversely related to the distance of departure from its target when subjected to propagation model detected in experiments. The two algorithms presented have been developed considering the propagation model of the signal obtained in the experiments and both find their target 100 % of the cases. / Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são comumente utilizadas em aplicações de monitoramento, devido à sua capacidade de sensoriar, processar, comunicar e seu baixo custo. No entanto, uma das limitações de RSSF é quanto à energia, pois cada dispositivo (nó sensor) dessa rede precisa ter baixo consumo de energia, não permitindo a utilização de hardwares extras, como o GPS. Por outro lado, robôs podem auxiliar no monitoramento feito por RSSF. Uma possível aplicação utilizando robôs em RSSF é a busca de eventos de interesse, na qual um robô navega na rede até encontrar um determinado evento, utilizando a potência de sinal (RSSI) como referência para sua navegação. Encontramos na literatura trabalhos que solucionam tal problema. Entretanto, tais trabalhos consideram um modelo de propagação idealizado, na qual a curva de regressão do RSSI em função da distância é ideal para aquele cenário. Apresentaremos nesta dissertação dois algoritmos que solucionam o problema de navegação do robô baseada na RSSI em busca de um evento. O primeiro algoritmo é baseado na detecção da borda de cobertura do sinal do nó e o segundo utiliza probabilidade para estimar distância e direção do nó alvo. Para o tal, realizamos experimentos para medir a valor de RSSI de acordo com a distância, na floresta Amazônica e representamos o modelo de propagação de sinal obtido em um simulador. Simulações baseadas nas soluções da literatura mostraram que o percentual de chegada destas soluções é inversamente relacionada à distancia de partida de seu alvo quando submetidas ao modelo de propagação detectado nos experimentos. Os dois algoritmos apresentados foram desenvolvidos considerando o modelo de propagação do sinal obtido nos experimentos e ambos encontram seu alvo em 100% dos casos.

Orientador: Carlos Alberto dos Reis Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T00:28:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salustiano_RogerioEsteves_D.pdf: 8620585 bytes, checksum: a51ad9fd499cbbbd661d6e857dd414cb (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O principal objetivo deste trabalho é a proposta e a implementação de um núcleo de simulação do tipo event-driven baseado em agentes destinado ao estudo e previsão de desempenho de Redes de Sensores Sem Fio. O núcleo de simulação, BaSS ¿ Barrier Synchronization Simulator, foi desenvolvido a partir do modelo básico de sincronização por barreiras, cujas funcionalidades foram ampliadas com a inclusão de temporização e interrupção nos eventos de sincronização, sendo esta a contribuição mais relevante do trabalho. Sendo parte de um projeto com metas mais ambiciosas, em particular a busca de estruturas de Redes de Sensores Sem Fio mais eficientes, contando para isto com o envolvimento de múltiplas expertises, dentre as quais projeto de circuitos integrados, eficiência energética e protocolos de comunicação, o presente trabalho foi motivado pela necessidade de uma ferramenta de simulação suficientemente flexível para acomodar os dispositivos que estariam sendo desenvolvidos e usados nas novas Redes de Sensores Sem Fio. Como resultado, considera-se que os frutos tangíveis deste trabalho são: primeiro, um framework que pode ser utilizado no desenvolvimento de simuladores do tipo event-driven com aplicações diversas e, segundo, um simulador com aplicação específica em Redes de Sensores Sem Fio, que permite a modelagem comportamental dos seus elementos, tais como as propriedades dos sensores, as características de transmissão e recepção e as cargas das baterias. O simulador tem uma interface gráfica que permite a visualização dinâmica da rede e a inclusão de recursos de avaliação e controle da simulação / Abstract: The main objective of this work is the proposal and the implementation of an event-driven simulation kernel based on agents for the study and performance prediction of Wireless Sensor Networks The simulation kernel, BaSS - Barrier Synchronization Simulator, was developed based on the barrier synchronization model, whose features were expanded with the inclusion of interruptions and timers in the synchronization of events, which is the most important contribution of this work. As a part of a project with more ambitious purposes, particularly pursuing the development of more efficient wireless sensor networks, counting for this with the involvement of diverse expertises, including design of integrated circuits, energy efficiency and communication protocols, the herein presented work was motivated by the need of a flexible simulation tool to accommodate the devices that would be developed and used in the new wireless sensor networks. As a result, it is understood that the tangible contributions of this work are: first, a framework that can be used in the development of any kind of event-driven simulators and, second, a simulator with a specific application in Wireless Sensor Networks, which allows the behavioural modelling of their elements, such as sensors proprieties, transmission and reception characteristics and batteries charges. The simulator has a graphical interface that allows the dynamic visualization of the network and the use of evaluation resources and controls of the simulation / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo Cardieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T07:30:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_LuizCarlosBranquinhoCaixeta_M.pdf: 2124526 bytes, checksum: 37c7efb238fc329c8008231ddd7d0372 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho apresenta uma proposta de roteamento geográfico para Redes de Senso-res sem Fio (RSSF), onde a posição dos nós sensores é encontrada através do uso de um algo-ritmo de localização baseado em valores de RSSI (Received Signal Strength Indication). O objetivo é que o protocolo proposto crie um mapa da rede de sensores, analisando as condi-ções do ambiente de funcionamento, visto que os valores de RSSI são diretamente afetados pelos fenômenos que atuam sobre o sinal de rádio. No contexto deste trabalho, o algoritmo de localização não tem o objetivo de encontrar a posição física exata do nó sensor, mas sim fazer a rede se adaptar ao ambiente, já que as posições calculadas usando os valores de RSSI cole-tados serão afetadas pelos efeitos de degradação de sinal existentes. A proposta visa ser uma alternativa a protocolos adaptativos existentes, que usam o monitoramento dos valores de RSSI entre os sensores existentes em uma rede, buscando se adaptar ao meio. O trabalho é composto de simulação e experimental. Os resultados mostram que a estratégia adotada pelo protocolo descobre rotas de comunicação eficientes, com uma menor quantidade de troca de mensagens de controle e um menor consumo de energia, se comparados à outra técnica que usa o monitoramento dos valores de RSSI entre os enlaces / Abstract: This work proposes a geographic routing for Wireless Sensor Network ( WSN ), where the position of sensor nodes is found by the algorithm of a location based on RSSI values ( Received Signal Strength Indication ) . The goal is that the proposed protocol create a net-work map, analyzing the conditions of the operating environment, since the RSSI values are directly affected by phenomena acting on the radio signal . In the context of this work, the location algorithm does not aim to find the exact physical location of the sensor node, but rather make the network adapt to the environment, since the positions calculated using the RSSI values collected will be affected by the effects of signal degradation. The proposal aims to be an alternative to existing adaptive protocols, which use the monitoring of RSSI values between existing sensors in a network , seeking to adapt to the environment . The work con-sists of experimental and simulation . The results show that the strategy adopted by the proto-col discovers routes for efficient communication, with a minor overhead and lower power consumption , compared to the other technique that uses monitoring the RSSI values between sensors / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Les réseaux de capteurs sans fil (RCSFs) déterminent un axe de recherche en plein essor, puisqu’ils sont utilisés aujourd’hui dans de nombreuses applications qui diffèrent par leurs objectifs et leurs contraintes individuelles.Toutefois, le dénominateur commun de toutes les applications de réseaux de capteurs reste la vulnérabilité des nœuds capteurs en raison de leurs caractéristiques et aussi de la nature des données générées.En effet, les RCSFs génèrent une grande masse de données en continue à des vitesses élevées, hétérogènes et provenant d’emplacements répartis. Par ailleurs, la nécessité de traiter et d’extraire des connaissances à partir de ces grandes quantités de données nous ont motivé à explorer l’une des techniques conçues pour traiter efficacement ces ensembles de données et fournir leurs modèles de représentation. Cependant, parmi les techniques utilisées pour la gestion des données, nous pouvons utiliser les techniques de Data mining. Néanmoins, ces méthodes ne sont pas directement applicables aux RCSFs à cause des contraintes des noeuds capteurs. Il faut donc répondre à un double objectif : l’efficacité d’une solution tout en offrant une bonne adaptation des méthodes de Data mining classiques pour l’analyse de grosses masses de données des RCSFs en prenant en compte les contraintes des noeuds capteurs, et aussi l’extraction du maximum de connaissances afin de prendre des décisions meilleures. Les contributions de cette thèse portent principalement sur l’étude de plusieurs algorithmes distribués qui répondent à la nature des données et aux contraintes de ressources des noeuds capteurs en se basant sur les techniques de Data mining. Chaque noeud favorise un traitement local des techniques de Data mining et ensuite échange ses informations avec ses voisins, pour parvenir à un consensus sur un modèle global. Les différents résultats obtenus montrent que les approches proposées réduisent considérablement la consommation d’énergie et les coûts de consommation, ce qui étend la durée de vie du réseau.Les résultats obtenus indiquent aussi que les approches proposées sont extrêmement efficaces en termes de calcul du modèle, de latence, de réduction de la taille des données, d’adaptabilité et de détection des événements. / Recently, Wireless Sensor Networks (WSNs) have emerged as one of the most exciting fields. However, the common challenge of all sensor network applications remains the vulnerability of sensor nodes due to their characteristics and also the nature of the data generated which are of large volume, heterogeneous, and distributed. On the other hand, the need to process and extract knowledge from these large quantities of data motivated us to explore Data mining techniques and develop new approaches to improve the detection accuracy, the quality of information, the reduction of data size, and the extraction of knowledge from WSN datasets to help decision making. However, the classical Data mining methods are not directly applicable to WSNs due to their constraints.It is therefore necessary to satisfy the following objectives: an efficient solution offering a good adaptation of Data mining methods to the analysis of huge and continuously arriving data from WSNs, by taking into account the constraints of the sensor nodes which allows to extract knowledge in order to make better decisions. The contributions of this thesis focus mainly on the study of several distributed algorithms which can deal with the nature of sensed data and the resource constraints of sensor nodes based on the Data mining algorithms by first using the local computation at each node and then exchange messages with its neighbors, in order to reach consensus on a global model. The different results obtained show that the proposed approaches reduce the energy consumption and the communication cost considerably which extends the network lifetime.The results also indicate that the proposed approaches are extremely efficient in terms of model computation, latency, reduction of data size, adaptability, and event detection.

A Wireless Sensor Network (WSN) is a group of spatially dispersed sensors that monitor the physical conditions of the environment and collect data at a central location. Sensor deployment is one of the main design aspects of WSNs as this a ffects network coverage. In general, WSN deployment methods fall into two categories: planned deployment and random deployment. This thesis considers planned sensor deployment of a Mobile Wireless Sensor Network (MWSN), which is defined as selectively deciding the locations of the mobile sensors under the given constraints to optimize the coverage of the network. Metaheuristic algorithms are powerful tools for the modeling and optimization of problems. The Krill Herd Algorithm (KHA) is a new nature-inspired metaheuristic algorithm which can be used to solve the sensor deployment problem. A Multi-Agent System (MAS) is a system that contains multiple interacting agents. These agents are autonomous entities that interact with their environment and direct their activity towards achieving speci c goals. Agents can also learn or use their knowledge to accomplish a mission. Multi-agent systems can solve problems that are very difficult or even impossible for monolithic systems to solve. In this work, a modification of KHA is proposed which incorporates MAS to obtain a Multi-Agent Krill Herd Algorithm (MA-KHA). To test the performance of the proposed method, five benchmark global optimization problems are used. Numerical results are presented which show that MA-KHA performs better than the KHA by finding better solutions. The proposed MA-KHA is also employed to solve the sensor deployment problem. Simulation results are presented which indicate that the agent-agent interactions in MA-KHA improves the WSN coverage in comparison with Particle Swarm Optimization (PSO), the Firefly Algorithm (FA), and the KHA. / Graduate

Les réseaux de capteurs sont composés d'une multitude de petits composants capables de recueillir des informations concernant leur environnement. Ces equipements sont à même de communiquer entre eux afin de s'organiser pour former un réseau. L'utilisation d'un réseau de capteurs permet de remplir de nombreuses tâches comme les services d'aide aux personnes âgées ou la surveillance des paramètres de santé de patients hospitalisés ou, dans un cadre plus large, nécessitant un suivi médical régulier. Les données collectées peuvent être d'ordre physiologiques ou environnementales. Cette opération s'ajoute aux visites d'un personnel soignant, pour effectuer un complément de suivi plus régulier et à long terme, en particulier pour des patients évoluant dans un contexte peu ou non médicalisé. Notre objectif est donc ici de fournir des solutions économes en énergies et fiables pour permettre aux capteurs de s'adapter automatiquement et dynamiquement à leur environnement. / Wireless sensor networks are composed many tiny devices able to retrieve informations about their physical environment. Those components are also able to communicate between them, in order to organize themselves into a network. Many tasks can benefit from the use of a wireless sensor network, such as elder home care and telemedicine. Collected data range from physiological to environmental readings. The wireless sensor network operation is complementary to medical personnel visitations and provide regular long-term patient monitoring. Our goal is to provide solutions that, in this context, adapt themselves automatically and dynamically to their environment.