Prototypage du comportement d’agents mobiles dans les réseaux de capteur sansfils (WSN) par une spécification exécutable / NENCIB, Mouna  

Public ISBD Titre : Prototypage du comportement d’agents mobiles dans les réseaux de capteur sansfils (WSN) par une spécification exécutable Type de document : texte imprimé Auteurs : NENCIB, Mouna ; BOUCHOUL,F, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2012 Importance : 1 vol (66f.) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : réseaux de capteurs sans fils, les agents mobiles, collecte des données, la logique de réécriture, Maude. Index. décimale : 004 Informatique Résumé : Résumé L’utilisation des agents mobiles au sein d’un réseau de capteurs sans fil (WSN : Wireless Sensor Networks) permet de satisfaire certaines exigences telles que la minimisation de la consommation de l’énergie et de la saturation de réseau ainsi que la tolérance aux pannes. L’objectif de notre travail est de simuler et spécifier formellement le comportement des agents mobiles dans les réseaux de capteurs sans fils et de les comparer au paradigme client/serveur. Nous avons utilisé le langage Maude basé sur la logique de réécriture qui permet à la fois la simulation, la vérification ainsi que le prototypage rapide des systèmes complexes. L’étude de cas choisie est la comparaison de la collecte et de l’agrégation de données basées sur les agents mobiles et sur le paradigme client/serveur. Note de contenu : Table des matières Introduction générale .......................................................................................................... 1 Chapitre 1 : utilisation des agents mobiles dans les WSN Introduction ......................................................................................................................... 3 1. Les réseaux de capteurs sans- fils ............................................................................... 3 1.1. Définition d’un capteur sans-fils.......................................................................... 3 1.2. Définition d’un réseau de capteur sans fils ......................................................... 4 1.3. Les contraintes de conception des réseaux de capteurs sans fils ..................... 4 1.4. Les domaines d’application des réseaux de capteurs sans fils ........................ 6 1.5. La collecte et l’agrégation des données dans les WSN ....................................... 7 1.5.1. La collecte des données dans les WSN ........................................................ 7 1.5.2. L’agrégation des données dans les WSN ..................................................... 8 2. Les agents mobiles ........................................................................................................ 8 2.1. Du modèle client/serveur au modèle agent mobile............................................. 8 2.2. Définition d’un agent mobile................................................................................ 8 2.3. Les avantages des agents mobiles ........................................................................ 9 3. L’utilisation des agents mobiles dans les réseaux de capteurs sans fils................. 11 3.1. les problèmes résolus par les agents mobiles dans les WSN ........................... 11 3.2. Etat de l’art sur l’utilisation des agents mobiles dans les WSN ..................... 12 Conclusion .......................................................................................................................... 16 Chapitre 2 : Analyse du comportement des agents mobiles Introduction ....................................................................................................................... 17 1. Les différentes approches pour analyser le comportement des agents mobiles ... 17 2. La logique de réécriture et le système Maude ........................................................ 19 2.1. La logique de réécriture ..................................................................................... 19 2.1.1. L’algèbre des termes ................................................................................... 19 2.1.2. La théorie de réécriture .............................................................................. 20 2.2. Le système Maude ............................................................................................... 21 2.2.1. Définition de Maude .................................................................................... 21 2.2.2. Les caractéristiques de Maude ................................................................... 22 2.2.3. Les modules de Maude ................................................................................ 23 2.2.4. La spécification exécutable sous Maude .................................................... 25 2.3. Réal time Maude ................................................................................................ 26 2.3.1. Définition de Réal time Maude ................................................................... 26 2.3.2. La spécification exécutable sous RT-Maude ............................................. 27 2.4. La vérification formelle sous Maude ................................................................. 27 Conclusion .......................................................................................................................... 28 Chapitre 3 : Etude de cas et implémentation Introduction ....................................................................................................................... 29 1. Étude de cas : l’utilisation des agents mobiles pour la collecte des données dans les réseaux de capteurs sans fils........................................................................................ 29 1.1. Description détaillée de l’étude de cas .............................................................. 30 1.1.1. La réduction des informations redondantes et de la charge de communication ........................................................................................................... 30 1.1.2. Le fonctionnement de MAWSN ................................................................. 31 2. Description informelle de modèle ............................................................................. 33 2.1. La modélisation de MAWSN ............................................................................. 33 Chapitre 2 : Analyse du comportement des agents mobiles Chapitre 3 : Etude de cas et implémentation 2.1.1. Energie consommée ..................................................................................... 34 2.1.2. Calcul du temps total pour achever toute l’itinéraire .............................. 34 2.2. La modélisation de CSWSN ............................................................................... 35 3. Algorithmes de MAWSN et de CSWSN pour la spécification en Maude ............. 37 3.1. MAWSN ............................................................................................................... 37 3.2. CSWSN ................................................................................................................ 38 4. Spécification de MAWSN sous Maude ..................................................................... 38 4.1. La génération des nombres aléatoires ............................................................... 38 4.2. La définition de l’agent mobile .......................................................................... 39 4.3. La réduction et l’agrégation des données ......................................................... 40 4.4. Les métriques de performances de MAWSN ................................................... 40 4.5. L’itinéraire de l’agent mobile ............................................................................ 41 4.6. La configuration initiale ..................................................................................... 43 5. Spécification de CSWSN sous Maude ...................................................................... 43 5.1. La génération des nombres aléatoires ............................................................... 44 5.2. La définition du client/serveur ........................................................................... 44 5.3. Les métriques de performances de CSWSN ..................................................... 44 5.4. La collecte des données ....................................................................................... 45 5.5. La configuration initiale ..................................................................................... 45 6. Exécution comportementale ...................................................................................... 46 6.1. Exécution de MAWSN ........................................................................................ 46 6.2. Exécution de CSWSN ......................................................................................... 46 7. L’évaluation des performances ................................................................................. 47 7.1. L’effet de nombre de noeuds capteurs ............................................................... 47 7.2. L’effet de taux de réduction (r).......................................................................... 49 7.3. L’effet de la taille de code de traitement de l’agent mobile ........................... 50 8. Vérification formelle sous Maude ............................................................................ 51 8.1. Les étapes à suivre pour utiliser le LTL-model-checker de Maude (Eker, et al., 2002) .......................................................................................................................... 52 Conclusion .......................................................................................................................... 52 Conclusion générale ........................................................................................................... 54 Bibliographie ...................................................................................................................... 56 Annexe A ............................................................................................................................ 64 Annexe B ............................................................................................................................. 66 Côte titre : MAI/0011 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1oGhJRqIfv7mVpebenRcJPDB8e1UziLiw/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : pdf Prototypage du comportement d’agents mobiles dans les réseaux de capteur sansfils (WSN) par une spécification exécutable [texte imprimé] / NENCIB, Mouna ; BOUCHOUL,F, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2012 . - 1 vol (66f.) ; 29 cm. Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : réseaux de capteurs sans fils, les agents mobiles, collecte des données, la logique de réécriture, Maude. Index. décimale : 004 Informatique Résumé : Résumé L’utilisation des agents mobiles au sein d’un réseau de capteurs sans fil (WSN : Wireless Sensor Networks) permet de satisfaire certaines exigences telles que la minimisation de la consommation de l’énergie et de la saturation de réseau ainsi que la tolérance aux pannes. L’objectif de notre travail est de simuler et spécifier formellement le comportement des agents mobiles dans les réseaux de capteurs sans fils et de les comparer au paradigme client/serveur. Nous avons utilisé le langage Maude basé sur la logique de réécriture qui permet à la fois la simulation, la vérification ainsi que le prototypage rapide des systèmes complexes. L’étude de cas choisie est la comparaison de la collecte et de l’agrégation de données basées sur les agents mobiles et sur le paradigme client/serveur. Note de contenu : Table des matières Introduction générale .......................................................................................................... 1 Chapitre 1 : utilisation des agents mobiles dans les WSN Introduction ......................................................................................................................... 3 1. Les réseaux de capteurs sans- fils ............................................................................... 3 1.1. Définition d’un capteur sans-fils.......................................................................... 3 1.2. Définition d’un réseau de capteur sans fils ......................................................... 4 1.3. Les contraintes de conception des réseaux de capteurs sans fils ..................... 4 1.4. Les domaines d’application des réseaux de capteurs sans fils ........................ 6 1.5. La collecte et l’agrégation des données dans les WSN ....................................... 7 1.5.1. La collecte des données dans les WSN ........................................................ 7 1.5.2. L’agrégation des données dans les WSN ..................................................... 8 2. Les agents mobiles ........................................................................................................ 8 2.1. Du modèle client/serveur au modèle agent mobile............................................. 8 2.2. Définition d’un agent mobile................................................................................ 8 2.3. Les avantages des agents mobiles ........................................................................ 9 3. L’utilisation des agents mobiles dans les réseaux de capteurs sans fils................. 11 3.1. les problèmes résolus par les agents mobiles dans les WSN ........................... 11 3.2. Etat de l’art sur l’utilisation des agents mobiles dans les WSN ..................... 12 Conclusion .......................................................................................................................... 16 Chapitre 2 : Analyse du comportement des agents mobiles Introduction ....................................................................................................................... 17 1. Les différentes approches pour analyser le comportement des agents mobiles ... 17 2. La logique de réécriture et le système Maude ........................................................ 19 2.1. La logique de réécriture ..................................................................................... 19 2.1.1. L’algèbre des termes ................................................................................... 19 2.1.2. La théorie de réécriture .............................................................................. 20 2.2. Le système Maude ............................................................................................... 21 2.2.1. Définition de Maude .................................................................................... 21 2.2.2. Les caractéristiques de Maude ................................................................... 22 2.2.3. Les modules de Maude ................................................................................ 23 2.2.4. La spécification exécutable sous Maude .................................................... 25 2.3. Réal time Maude ................................................................................................ 26 2.3.1. Définition de Réal time Maude ................................................................... 26 2.3.2. La spécification exécutable sous RT-Maude ............................................. 27 2.4. La vérification formelle sous Maude ................................................................. 27 Conclusion .......................................................................................................................... 28 Chapitre 3 : Etude de cas et implémentation Introduction ....................................................................................................................... 29 1. Étude de cas : l’utilisation des agents mobiles pour la collecte des données dans les réseaux de capteurs sans fils........................................................................................ 29 1.1. Description détaillée de l’étude de cas .............................................................. 30 1.1.1. La réduction des informations redondantes et de la charge de communication ........................................................................................................... 30 1.1.2. Le fonctionnement de MAWSN ................................................................. 31 2. Description informelle de modèle ............................................................................. 33 2.1. La modélisation de MAWSN ............................................................................. 33 Chapitre 2 : Analyse du comportement des agents mobiles Chapitre 3 : Etude de cas et implémentation 2.1.1. Energie consommée ..................................................................................... 34 2.1.2. Calcul du temps total pour achever toute l’itinéraire .............................. 34 2.2. La modélisation de CSWSN ............................................................................... 35 3. Algorithmes de MAWSN et de CSWSN pour la spécification en Maude ............. 37 3.1. MAWSN ............................................................................................................... 37 3.2. CSWSN ................................................................................................................ 38 4. Spécification de MAWSN sous Maude ..................................................................... 38 4.1. La génération des nombres aléatoires ............................................................... 38 4.2. La définition de l’agent mobile .......................................................................... 39 4.3. La réduction et l’agrégation des données ......................................................... 40 4.4. Les métriques de performances de MAWSN ................................................... 40 4.5. L’itinéraire de l’agent mobile ............................................................................ 41 4.6. La configuration initiale ..................................................................................... 43 5. Spécification de CSWSN sous Maude ...................................................................... 43 5.1. La génération des nombres aléatoires ............................................................... 44 5.2. La définition du client/serveur ........................................................................... 44 5.3. Les métriques de performances de CSWSN ..................................................... 44 5.4. La collecte des données ....................................................................................... 45 5.5. La configuration initiale ..................................................................................... 45 6. Exécution comportementale ...................................................................................... 46 6.1. Exécution de MAWSN ........................................................................................ 46 6.2. Exécution de CSWSN ......................................................................................... 46 7. L’évaluation des performances ................................................................................. 47 7.1. L’effet de nombre de noeuds capteurs ............................................................... 47 7.2. L’effet de taux de réduction (r).......................................................................... 49 7.3. L’effet de la taille de code de traitement de l’agent mobile ........................... 50 8. Vérification formelle sous Maude ............................................................................ 51 8.1. Les étapes à suivre pour utiliser le LTL-model-checker de Maude (Eker, et al., 2002) .......................................................................................................................... 52 Conclusion .......................................................................................................................... 52 Conclusion générale ........................................................................................................... 54 Bibliographie ...................................................................................................................... 56 Annexe A ............................................................................................................................ 64 Annexe B ............................................................................................................................. 66 Côte titre : MAI/0011 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1oGhJRqIfv7mVpebenRcJPDB8e1UziLiw/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : pdf

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