Energy consumption optimization in wireless sensor networks
Date Issued
October 4, 2018
Type
Διδακτορική Διατριβή
Abstract
Η παράταση της «διάρκειας ζωής» ενός δικτύου ασύρματων αισθητήρων σχετίζεται στενά με την κατανάλωση ενέργειας και ειδικότερα με το «πρόβλημα της ενεργειακής τρύπας», όπου οι κόμβοι που βρίσκονται κοντά στον «κόμβο-συλλέκτη» καταναλώνουν σημαντικό μέρος της ενέργειας τους για λόγους αναμετάδοσης. Για την αντιμετώπιση των επιπτώσεων του προβλήματος της ενεργειακής τρύπας, προτείνονται δύο προσεγγίσεις που αντιμετωπίζουν το πρόβλημα από δύο οπτικές γωνίες: (α) την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας προσεγγίζοντας το «πρόβλημα της τοποθέτησης του συλλέκτη» ως «πρόβλημα τοποθέτησης υπηρεσίας» και (β) την παράταση της διάρκειας ζωής του δικτύου επαναφορτίζοντας τους κόμβους του.
Στην πρώτη προσέγγιση προτείνεται ένα αναλυτικό μοντέλο για τη διαθέσιμη ενέργεια στο δίκτυο. Το επόμενο βήμα είναι η μοντελοποίηση της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας ως «πρόβλημα k-διάμεσων», η λύση του οποίου αντιστοιχεί στη θέση των k συλλεκτών στο δίκτυο. Όπως παρουσιάζεται, όταν οι k συλλέκτες τοποθετούνται σύμφωνα με τη λύση του προβλήματος k-διάμεσων, ελαχιστοποιείται η συνολική κατανάλωση ενέργειας, με αποτέλεσμα ένα ενεργειακά αποδοτικότερο σύστημα.
Η δεύτερη προσέγγιση εστιάζεται σε δύο προτεινόμενες πολιτικές επαναφόρτισης και δείχνεται πως η ελαχιστοποίηση της απόστασης επαναφόρτισης που καλύπτεται από τον φορητό φορτιστή είναι ένα πρόβλημα τοποθέτησης υπηρεσίας και συγκεκριμένα ένα πρόβλημα 1-διάμεσου.
Οι προσεγγίσεις που μελετώνται εδώ καθιστούν μια συσχέτιση μεταξύ των προβλημάτων τοποθέτησης υπηρεσίας (ιδιαίτερα του προβλήματος k-διάμεσων) με την κατανάλωση ενέργειας και την αναπλήρωση της μπαταρίας. Πρόκειται για μια σημαντική συμβολή που αναμένεται να προκαλέσει μελλοντικές έρευνες στην περιοχή και αποκαλύπτοντας περαιτέρω πτυχές των ζητημάτων κατανάλωσης ενέργειας και του τρόπου με τον οποίο η διάρκεια ζωής μπορεί να παραταθεί στα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων.
Subjects
File(s)![Thumbnail Image]()
Loading...
Name
ΔΔ_ΠΛΗ_ΤΣΟΥΜΑΝΗΣ_ΓΕΩΡΓΙΟΣ.pdf
Size
1.8 MB
Format
Adobe PDF
Checksum
(MD5):4ad964ba7ca856ef6430a031cd6126f1