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태양 에너지 기반 센서 시스템을 위한 효율적인 에너지 관리 기법
노동건(Dong Kun Noh),윤익준(Ikjoon Yoon) 한국정보과학회 2009 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.15 No.7
태양 에너지를 이용한 무선 센서 네트워크에서는 공급되는 에너지의 변화가 크고 저장할 수 있는 배터리 용량이 제한적이기 때문에 이에 적응적으로 대처할 필요가 있다. 또한, 이렇게 변화하는 에너지 공급에 대처하기 위해 노드의 동작을 빈번히 변화시키는 것과는 달리, 일정한 수준 이상으로 안정되게 동작하는 것을 필요로 하는 응용이 있을 수 있다. 따라서 태양 에너지 기반 센서 시스템에서 사용 가능한 에너지를 최대한 이용함과 동시에 일정 수준의 에너지를 안정적으로 제공하기 위해서는, 각 노드가 자신이 수집할 수 있는 에너지의 양을 예측하고 이를 효율적으로 할당하는 기법이 필요하다. 본 논문에서는 시간 슬롯 단위의 수집 가능 에너지량에 대한 기댓값 모델을 기반으로, 각 시간 슬롯에 할당되는 에너지의 변화를 최소화함과 동시에, 주기적으로 수집되는 태양 에너지를 최대한 활용하기 위한 효율적인 에너지 할당 기법을 제안한다. 또한 이들의 유효성을 확인하기 위하여 테스트베드 구축하고, 우리의 기법을 평가하였다. Using solar power in wireless sensor networks (WSNs) requires adaptation to a highly varying energy supply and to a battery constraint. From an application's perspective, however, it is often preferred to operate at a constant quality level as opposed to changing application behavior frequently. Reconciling the varying supply with the fixed demand requires good tools for allocating energy such that average of energy supply is computed and demand is fixed accordingly. In this paper, we propose a probabilistic observation-based model for harvested solar energy. Based on this model, we develop a time-slot-based energy allocation scheme to use the periodically harvested solar energy optimally, while minimizing the variance in energy allocation. We also implement the testbed and demonstrate the efficiency of the approach by using it.
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