Phát hiện nguồn thấp "Low Battery"

Một phần của tài liệu Vấn đề năng lượng trong mạng Wireless Sensor và đánh giá bằng mô phỏng (Trang 49 - 50)

Bởi mỗi nguồn có một thời gian tồn tại giới hạn, để tránh node hỏng khi vận hành, phải có chỉ thị khi nguồn một chiều gần hết thời gian sống, khi đó ta có thể thay thế chúng. Mỗi loại nguồn có một cách biểu hiện khác nhau khi sắp kết thúc chu kỳ sống, vì vậy nguyên lý xác định năng lợng còn lại của nguồn phải phù hợp với chất hoá học cấu thành lên nguồn.

Việc xác định rõ thời gian tồn tại còn lại không chỉ là chức năng của nguồn mà còn là chức năng của tải trọng (the load). Nói đúng ra, tải trọng sẽ xác định điểm kết thúc thời gian sống của nguồn, bởi việc xác định thời điểm mà nguồn không cung cấp đủ năng lợng cần cho tải trọng. Thông thờng là không cung cấp đủ điện áp tiêu chuẩn, Tải trọng cũng xác định dòng điện tại điện áp này đợc đảm bảo, dòng điện cho bởi các node mạng cảm biến thì rất bất ổn cùng dòng đỉnh khá cao gián đoạn với các chu kỳ khá dài của sự tiêu thụ dòng thấp. Tuy nhiên hiện trạng dòng này không làm giảm thời gian sống của nguồn.

Do đó mạch phát hiện nguồn thấp (low battery) là hết sức quan trọng để giám sát việc vợt ngỡng tạm thời. Một cách để thực hiện điều này là chỉ kích hoạt mạch phát hiện nguồn thấp sau chu kỳ dòng đỉnh cao khi đó điện áp nguồn có giá trị thấp nhất. Mạch phát hiện nguồn thấp đợc vận hành nh tầng đầu của thủ tục "giảm ấm"(warm down), chúng đợc sử dụng để làm các node mạng từ chế độ tích cực sang chế độ nghỉ. Một u điểm của cách tiếp cận này là chỉ một công suất nhỏ đợc sử dụng cho mạch phát hiện.Dù nhỏ nhng nó cũng là đáng kể khi so sánh với công suất trung bình tiêu thụ bởi node mạng. Một u điểm khác là điện áp nguồn sẽ ổn định hơn điều này dẫn tới sự vận hành tin cậy hơn của việc cảnh báo nguồn thấp

Để nâng cao thời gian sống của nguồn, tỉ lệ dòng trung bình trên dòng đỉnh đợc làm giảm ở cuối thời gian sống của nguồn để dòng đỉnh đợc giảm. Điều này đợc thực hiện bằng cách xen kẽ các hoạt động của mạch nguồn cao để chúng không hoạt động đồng thời. Bằng cách làm giảm tải dòng đỉnh trên nguồn, ngay lập tức điện áp rơi dọc điện trở trong của nguồn có thể đợc giảm khi đó điện áp cực sẽ lớn hơn ngỡng nguồn thấp(low battery)

Mạch phát hiện nguồn thấp rất quan trọng trong việc xác định một ngỡng chính xác. Một node mạng cảm biến có thể có thời gian sống của nguồn là 1 năm. Nếu quá thời gian này, điện áp cực của nó dới 0.5v, và nếu cho rằng điện áp rơi là tuyến tính theo thời gian thì điện áp sẽ sụt khoảng 1,37mV/ngày, tơng đơng với 10mV/tuần.Một sai số ngỡng dơng (ngỡng lớn hơn giá trị yêu cầu) sẽ trực tiếp làm giảm gian sống của node mạng do sự cảnh báo nguồn thấp trớc khi nó thực sự cần thiết. Một sai số ngỡng âm (ngỡng thấp hơn giá trị yêu cầu) sẽ làm tăng thời gian sống của node mạng.

Hiện tợng trễ trong mạch phát hiện nguồn thấp cũng rất quan trọng. Một điện áp rơi ít hơn 10nV/tuần là sự thay đổi rất chậm, đặc biệt là với công nghệ SoC(low-cost system-on-a-

chip). Tuy nhiên điện áp nguồn chịu ảnh hởng của một lợng nhiễu đáng kể gây ra bởi nhiều nguyên nhân trong mạch số. Nhiễu này gây ra hiện tợng sai lệch trong cảnh báo nguồn thấp(Low battery) khi điện áp nguồn gần với giá trị ngỡng. Do điện áp rơi là rất chậm nên hiện tợng sai lệch này có thể duy trì nhiều hơn một tuần. Một giải pháp đa ra là chốt cảnh báo nguồn thấp tại lần đầu tiên vợt ngỡng thì không đợc mong đợi. Điều này không chỉ làm giảm tuổi thọ của nguồn mà còn không xác định đợc chính xác các tác động gây ra bởi nhiễu. Một giải pháp giải quyết vấn đề này là sử dụng hiện tợng trễ trong mạch phát hiện nguồn thấp(low battery). Hiện tợng trễ này có thể lấy ít nhất 2 khuôn dạng: continuous-time hoặc sampled hystrsis.

Một phần của tài liệu Vấn đề năng lượng trong mạng Wireless Sensor và đánh giá bằng mô phỏng (Trang 49 - 50)