Application specific energy performance enhancement in wireless body area networks
Kablosuz gövde alan ağlarında enerji başarımının uygulamaya özel iyileştirilmesi
- Tez No: 373730
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. B. ATAY ÖZGÖVDE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Bioengineering, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Bilgisayar destekli mühendislik, Biyomedikal mühendisliği, Biyomedikal uygulamalar, Computer aided engineering, Biomedical engineering, Biomedical applications
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Galatasaray Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde çalışma alanları genişlemekte olan konuların başında uzaktan sağlık izleme ve mobil dünyadaki teknoloji sayesinde mobil sağlık uygulamaları gelmektedir. Bu tür uygulamalardaki amaç insanın gündelik hareketlerini kısıtlamadan vücuduna takılan giyilebilir donanım olan biyomedikal sensörlerden veri toplamak ve bu toplanan sinyallerden bazı çıkarımlarda bulunmaktır. Bu uygulamalarda kullanılan donanımlar düşük enerji tüketimi sağlayan yazılımlarla birleştirilmesine rağmen ticari açıdan çok az sayıda uygulama mevcuttur.Bu tür uygulamalarda kullanılan algılayıcılar yerel merkez ile kablosuz haberleşme teknolojisi ile veri gönderimi yapmaktadır. Bu durumda Kablosuz Algılayıcı Ağlar teknolojisi bu tür uygulamalar için gereken alt yapı desteğini sağlamaktadır. Üzerinde çalışılan bu sistemlerde kullanılan algılayıcıların sınırlı pil enerjileri vardır. Bu yüzden düzenli olarak şarj edilmeleri gerekmektedir. Algılayıcıların ve uygulamaların türüne göre şarj etme işlemi özellikle de yaşlılar tarafında kullanıldığı zaman bazı sıkıntılar yaşatabilir. İşte bu yüzden enerji veriminin artması, buna bağlı olarak sensor ömrünün uzatılması önem kazanmaktadır.Bu çalışmada giyilebilir sensörler üzerinde enerji veriminin arttırılması planlanmış, yeni bir yaklaşım ortaya konmuştur. Çalışma kapsamında ugulamaya özel gömülü veri işleme ve döngüsel haberleşme metodları kullanılmıştır. Önerilen yöntemleri uygulama üzerinde test etmek üzere birbirinden farklı olarak iki mobil sağlık uygulaması seçilmiştir: nabız ölçümü ve adımsayar. Bu kapsamda uygulamaya özel gömülü hesaplama yöntemleri ve algoritmaları geliştirilmiş, enerji kazancı ve verimi analiz edilmiş, grafikler olarak raporlanmıştır. İkinci uygulama olan adımsayara özel olarak dinamik uyku modellemesi gerçeklenmiş, gerek gerçek gerek yapay üretilen veriler üzerinde testler koşulmuştur. Test sonuçları incelendiğinde testlerde kullanılan algoritma parametrelerinin uygulama performansı, algılayıcı ömrü ve buna bağlı olarak enerji verimini direk olarak etkilediği gözlemlenmiştir. Ayrıca bu testler sonucunda yüksek algoritma performansı ve düşük enerji tüketimi sağlanan bölgeler belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In WSN, nodes are equipped with limited battery energy; therefore, they have to be recharged for the continuous operation. Therefore, increasing the energy efficiency of the nodes is necessary for increasing their functional lifetime which, in turn, means less frequent energy based maintenance operations. This fact is of critical importance as it directly affects the usability and acceptance of the monitoring system proposed as a whole.In this study, a novel approach based on deriving application specific information is employed: on board processing, duty cycle. To demonstrate the concepts proposed, two mobile health monitoring scenarios with different internal characteristics are chosen, namely the heart rate monitoring and the pedometer. Embedded algorithms specific to the applications are developed and the energy gain figures are reported. Specific to the pedometer case, dynamic sleep scheduling with parameters modeling the application is implemented. Experiments with both real and synthetic data are carried out. It has been shown that the algorithm parameters affect the monitoring performance and the energy performance differently and that operating regions where high quality monitoring achieved with less energy consumption indeed exists.To gain energy, to consume less and to conserve the application quality, a novel approach is utilized in this study. With the scenarios and chosen applications, different cases are observed and analyzed. By using on board processing, packet transfer between the sensor device and the local center decreases and with the sleep scheduling that makes the sensor sleep with a dynamically calculated duration, we obtain gain of energy and increase the lifetime of the node.
Benzer Tezler
- Yapay manyetik iletken (AMC) yapılarının giyilebilir antenlerde özgül emilim oranı (SAR) ve kazanç iyileştirmesine etkisi
Effect of artificial magnetic conductor (AMC) structures on specific absorption rate (SAR) and gain improvement in wearable antennas
BİLAL YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Integrating software defined networking approach into wirelessmultimedia sensor networks
Kablosuz çoklu ortam algılayıcı ağlarına yazılım tanımlı ağının yaklaşımı
ALI BURHAN JASIM AL-SHAIKHLI
Doktora
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELAL ÇEKEN
- Design and analysis of optical wireless communication systems under energy constraints
Optik kablosuz iletişim sistemlerinin enerji kısıtları altında tasarım ve analizi
KHADIJEH ALI MAHMOODI
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT UYSAL
- AI-enhanced dynamic preemptive resource allocation in next generation cellular networks
Yeni nesil hücresel ağlarda yapay zeka destekli dinamik öncelikli kaynak tahsisi
EGE ENGİN
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
- Biyodizel kullanılan bir dizel motorda termoelektrik jeneratör uygulanması ve performans karakteristiklerinin incelenmesi
Application of a thermoelectric generator in a diesel engine using biodiesel and analysis of performance characteristics
MURAT KARABULUT
Doktora
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENK SAYIN