Geri Dön

Energy management in energy harvesting wireless sensor nodes with lifetime constraints

Enerji harmanlayan kablosuz algılama düğümlerinde yaşam süresi kısıtlamalı enerji yönetimi

PDF İndir

  1. Tez No: 426867
  2. Yazar: ÇAĞLAR TUNÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NAİL AKAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 70

Özet

“Nesnelerin İnterneti (IoT)”kavramındaki gelişmeler, düşük güçte çalışan çok sayıda kablosuz algılayıcının ve elektronik cihazın insan etkileşimine ihtiyaç duymadan İnternet ve dış dünyaya bağlanmasını sağlar. Kablosuz algılayıcılarda enerji harmanlayan pillerin kullanımının algılayıcı düğümünün, dolayısıyla ait olduğu ağın ömrünün uzamasını ve kendi kendini devam ettirebilmesini sağladığı gösterilmiştir. Bununla birlikte ortaya düğümün yaşam ufku olarak bilinen geniş bir zaman dilimi boyunca pilini tüketmeden işlevsel kalması sağlanacak şekilde pildeki enerji miktarının nasıl akıllıca idare edileceği sorusu çıkmaktadır. Bu tezde, kablosuz algılama düğümlerinde sonlu bir yaşam ufkunda pil tükenmesi olasılığını hesaplayan risk teorisi tabanlı bir Markov akışkan kuyruk modeli önerdik. Önerilen yöntem, uyarlanır algılama sıklığı (ya da iş çevrimi) da dahil olmak üzere çeşitli enerji yönetim mekanizmalarının performans değerlendirmesini mümkün kılmaktadır. Bu modelde düğüm bulunduğu ortamdan, sıklığı anlık pil miktarına ve/veya Sürekli Zamanlı Markov Zinciri (CTMC) ile modellenen enerji harmanlama sürecinin (EHP) durumuna bağlı olan bir Poisson sürecine göre veri toplar. Öte yandan, pil tükenmesi olasılığı cinsinden verilen yaşam süresi gerekliliklerini karşılarken bilgi algılama sıklığını eniyilemeyi hedefleyen,eşik-tabanlı uyarlanır algılama sıklığı politikalarını veren bir mühendislik yöntemi de geliştirdik. İki fazlı CTMC tabanlı EHP kullanarak, sayısal modeli ve önerilen mühendislik yöntemini doğrulayan sayısal sonuçlar sunduk.

Özet (Çeviri)

Advancements in the“Internet of Things (IoT)”concept enables large numbers of low-power wireless sensors and electronic devices to be connected to the Internet and outside world over a wide area wireless network without a need for human interaction. Using rechargeable batteries with energy harvesting to power these wireless sensors has been shown to preserve the self-sustainability and selfsufficiency of a sensor node and prolong its lifetime, hence the whole network it belongs to. However, it brings the question of how to intelligently manage the energy in the battery so that the node maintains its functionalities by keeping the battery level over zero for an extended duration of time, known as the life-horizon. We propose a risk-theoretic Markov fluid queue model to compute the battery outage probability of a wireless sensor node for a given finite life-horizon. The proposed method enables the performance evaluation of a wide spectrum of energy management policies including those with adaptive sensing rate (or duty cycling). In this model, the node gathers data from the environment according to a Poisson process whose rate is to depend on the instantaneous battery level and/or the state of the energy harvesting process (EHP) which is characterized by a Continuous Time Markov Chain (CTMC). Moreover, an engineering methodology is proposed by which optimal threshold-based adaptive sensing rate policies are obtained that maximize the information sensing rate of the sensor node while meeting lifetime constraints given in terms of battery outage probabilities. Numerical results are presented for the validation of the analytical model and also the proposed engineering methodology, using two-state CTMC-based EHPs.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    877203

    Enhancing netwok lifetime of underwater wireless sensor networks with smart energy harvesting

    Sualtı duyarga ağlarında akıllı enerji hasadı ile yaşam ömrünün uzatılması

    ÇİĞDEM ERİŞ BALOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBahçeşehir Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. PINAR BOLUK

  2. Tez No

    432998

    Energy and data cooperation in energy harvesting multiple access channels

    Enerji hasadı yapan coklu erişim kanalında veri ve enerji paylaşımı

    BERRAK ŞİŞMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiIşık Üniversitesi

    Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ONUR KAYA

  3. Tez No

    839076

    Design and implementation of a multi-source energy harvesting system for smart agriculture applications

    Başlık çevirisi yok

    BURÇ ARDA ALTUĞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilim ve TeknolojiPolitecnico di Torino

    PROF. DANİLO DEMARCHI

    DR. UMBERTO GARLANDO

  4. Tez No

    527708

    Adaptive energy management for solar energy harvesting wireless sensor nodes

    Güneş enerjisi harmanlayan kablosuz algılama düğümleri için uyarlamalı enerji yönetimi

    ABDUL KERİM AYDİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NAİL AKAR

  5. Tez No

    338240

    Efficient resource allocation in energy harvesting wireless networks

    Enerji harmanlayan kablosuz ağlarda etkin kaynak paylaştırımı

    NEYRE TEKBIYIK ERSOY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ELİF UYSAL BIYIKOĞLU

Geri Dön