Метод энергетической балансировки беспроводной стационарной сенсорной сети с автономными источниками питания

Аннотация

Восков Леонид Сергеевич – кандидат технических наук, профессор кафедры вычислительных систем и сетей, факультет информационных технологий и вычислительной техники, Московский институт электроники и математики (МИЭМ).
Адрес: 123022, Москва, Б.Трехсвятительский пер., 3.
E-mail: voskov@narod.ru  

Комаров Михаил Михайлович – аспирант кафедры вычислительных систем и сетей, факультет информационных технологий и вычислительной техники, Московский институт электроники и математики (МИЭМ).
Адрес: 123022, Москва, Б.Трехсвятительский пер., 3.
E-mail: michmanK@mail.ru

В настоящее время проведено множество исследований на тему таких важных аспектов беспроводных сенсорных сетей, как архитектура или проектирование протокола, сохранение энергии и позиционирование. Однако поддержка качества предоставления услуг в беспроводных сенсорных сетях до сих пор является огромным неисследованным полем для деятельности. Далеко не все аспекты функционирования и эксплуатации беспроводных сенсорных сетей, а также применяемых к ним  требований, разработаны достаточно четко. В частности, имеет место проблема  энергетической балансировки. Ее суть состоит в том, что для достижения долгого времени жизни сети энергия должна быть равномерно распределена между всеми сенсорными узлами, причем так, чтобы энергия одного узла или группы узлов не закончилась слишком быстро.

Задача исследования заключается в разработке  метода энергетической балансировки сенсорной сети, учитывающей влияние внешних факторов. Метод энергетической балансировки сенсорной сети, предложенный в результате исследования, основан на разработке модели беспроводной стационарной сенсорной сети с автономными источниками питания. Проведенные экспериментальные данные подтверждают повышение эффективности функционирования беспроводной стационарной сенсорной сети с автономными источниками питания за счет применения разработанного метода. Тесты проводились для различных режимов: при различном уровне мощности приемопередатчиков, при отправке данных и передаче подтверждения о приеме данных. Как показали расчеты, применение метода позволяет сэкономить 21% от общей затрачиваемой энергии и увеличить время автономной работы датчика на 34 минуты (на 1,5%). Предлагаемый метод энергетической балансировки также позволяет учитывать и другие внешние факторы, такие как приоритетность передаваемого трафика и помехообстановка.