Description
Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Planification des réseaux de capteurs Médicaux sous contrainte d'optimisation de l'énergie
Directeur de thèse:
Hassine MOUNGLA (LIPADE)
Directeur de thèse:
Ahmed MEHAOUA (Centre Borelli (EDITE))
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini
Resumé:
L’amélioration de la qualité et de l’efficacité en santé est un réel enjeu sociétal. Elle implique la surveillance continue des paramètres vitaux ou de l’état mental du sujet. Les champs d’applications sont vastes : l’application la plus importante est la surveillance des patients à distance, mais les dispositifs conçus permettent aussi le monitoring de professions à risque (militaires, pompiers) ou encore l’étude de performances sportives, etc.
Les avancées en micro-électronique, capteurs et réseaux sans-fil permettent aujourd’hui le développement de systèmes ambulatoires performants pour le monitoring de paramètres physiologiques, capables de prendre en compte d’importantes contraintes techniques: forte intégration pour la réduction de la taille et faible consommation pour une plus grande autonomie. Néanmoins, pour atteindre un niveau acceptable de sûreté de fonctionnement et d'interopérabilité au niveau du réseau dans les applications biomédicales, l'approche conventionnelle (algorithmes, protocoles) n'est pas une solution adaptée en raison du surcoût énergétique engendré et de certaines contraintes propre aux réseaux médicaux.
Certains travaux ont été effectués dans le domaine de la localisation pour les réseaux de capteurs,peu d'entre eux ont été réalisés sur les techniques de positionnement en 3D des réseaux de capteurs médicaux qui peuvent contribuer à l’optimisation de ces réseaux. Egalement se pose le problème de la précision de la localisation où les distances sont petites. Cette dernière sert surtout à évaluer la puissance nécessaire pour joindre à autre capteur et la qualité des données qui lui sont envoyées pour une puissance donnée dans un tel environnement. La prise en compte des positions des capteurs avec d’autres contraintes telle que l’énergie restante du capteur demeurent importants et permettent d'anticiper ou d'adapter les paramètres du réseau. Cette thèse a pour premier objectif de développer de nouveaux algorithmes de positionnement des capteurs en 3D et protocoles réseau prenant en charge la mobilité contextuelle (movement des bras et des pieds)et la durée de vie des réseaux au sein des réseaux de capteurs médicaux.
En effet, la plupart des recherches actuelles se focalisent soit sur des protocoles d’accès au médium, soit sur des protocoles de routage sans tenir compte de la possibilité que certains des capteurs composant le réseau soient mobiles (des capteurs positionnés sur les bras et/ou pieds). Nous souhaitons trouver de nouveaux mécanismes permettant de répondre à ce souci de mobilité dans un réseau à fortes contraintes.
Les réseaux de capteurs actuels ont pour principal objectif de transmettre des informations dans un même réseau. Nous souhaitons, également, élargir les possibilités offertes par les réseaux capteurs afin de proposer des services avancés (détection de chute, remontées anomalies médicales). La mobilité et communication contextuelle comme envisagée dans ce sujet consiste à prendre en compte les différents scénarios où des capteurs mesurant par exemple des données sensibles (informations médicales) doivent pouvoir s’auto-reconfigurer afin d’être en mesure de garantir les mêmes services quel que soit la situation. Parmi les pistes envisagées pour concevoir de nouveaux protocoles prenant en compte la mobilité et communication contextuelle dans des réseaux de capteurs, nous citerons les mécanismes de positionnement, les modèles de mobilité, le transfert de contexte, etc.
Le fort potentiel des applications autour des réseaux de capteurs en font un domaine de recherche très actif. Cependant, la conception d'un réseau de capteurs se heurte à un certain nombre de difficultés techniques, provenant des contraintes imposées par les capacités réduites des capteurs individuels : basse puissance, énergie limitée et faible capacité de stockage. Dans ce contexte, les réseaux de capteurs soulèvent de nouveaux problèmes qui s'ajoutent aux problèmes classiques rencontrés dans les réseaux. Ces problèmes requièrent des solutions différentes, encore très embryonnaires, selon l'application visée (monitoring à but médical).
Dans la deuxième partie, nous nous intéresserons à l'économie d'énergie des capteurs et ainsi celle du réseau. Notre système évaluera des requêtes continues sur des flux de données issues de capteurs dans un but de surveillance médicale. Afin de prolonger la durée de fonctionnement du système, il est crucial de prolonger la durée de vie des capteurs utilisés. Pour économiser leur énergie, nous nous intéressons à l’élaboration des stratégies de mise en veille des capteurs couplé avec des protocoles de la couche MAC de telle sorte à ce que la qualité du monitoring ne soit pas affectée, il y aura un compromis à trouver entre la diffusion de l'information de topologie dans le réseau et la sauvegarde de l'énergie. La prise en compte de l'information de localisation et positionnement peut beaucoup améliorer l’optimisation tant au niveau co
Doctorant.e: Ali Mohamad