Langattomat anturiverkot (WSN) koostuvat alueellisesti hajautetuista antuureista, jotka seuraavat ympäristöolosuhteita. Niiden tehonkulutuksen hallinta on olennaisen tärkeää verkon käyttöiän pidentämiseksi ja luotettavan tiedonkeruun varmistamiseksi. Tämä opas tarjoaa käytännön menetelmiä sähkönkulutuksen laskemiseksi WSN-laitteissa.

Tehokomponenttien ymmärtäminen

WSN-laitteiden tehonkulutus käsittää pääasiassa kolme osaa: anturit, tietojenkäsittely ja viestintä. Jokainen komponentti kuluttaa energiaa eri tahtiin riippuen aktiivisuustasoista ja laitteiston ominaisuuksista.

Viestintätehon laskeminen

Viestintä kuluttaa tyypillisesti eniten energiaa WSNs. Arvioida tätä, harkita siirtoteho, vastaanottoteho, ja kesto tietojen siirron. Peruskaava on:

Power (W) = Tehoa/siirto (W) × Aika (t)

Jos esimerkiksi anturi lähettää tietoja 50 milliwattia 2 sekunnin ajan, käytetty energia on 0,1 joulea.

Aistin- ja käsittelytehon arviointi

Aistin- ja käsittelyteho riippuu käytetystä laitteistosta. Valmistajat antavat usein teholuokituksia antureille ja prosessorille. Energian kokonaiskulutuksen laskemiseksi:

Energia (J) = teho (W) × aika (t)[]

Esimerkiksi jos anturi kuluttaa 10 milliwattia käytön aikana 5 sekunnin ajan, se käyttää 0,05 joulea.

Käytännön laskenta Esimerkki

Oletetaan, että anturiverkko lähettää dataa 100 kertaa päivässä, jokainen lähetys kestää 2 sekuntia 50 milliwattia. Aistin ja käsittely kuluttaa 10 milliwattia 10 sekunnin ajan.

Päivittäinen viestintäenergia:

100 × 0,05 W × 2 s = 10 joulea

Päivittäinen havainnointi- ja prosessointienergia:

100 × 0,01 W × 10 s = 10 joulea

Päivittäinen kokonaisenergiankulutus: 20 joulea.