Sự tiêu thụ năng lượng

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu hiệu quả năng lượng mạng cảm biến không dây sử dụng giao thức LEACH (Trang 28 - 29)

Nhiệm vụ chính của một nút cảm biến trong trường cảm biến là theo dõi các sự kiện, xử lý nhanh số liệu cục bộ và truyền thông số liệu. Công suất tiêu thụ bởi ba thành phần chính: cảm biến, truyền thông và xử lý số liệu.

- Năng lượng cho cảm biến: Năng lượng tiêu thụ của bộ cảm biến và

các thành phần của nó có thể tùy thuộc theo từng ứng dụng cụ thể. Việc cảm biến rời rạc sẽ tiêu thụ công suất nhỏ hơn so với việc theo dõi các đối tượng một cách liên tục. Độ phức tạp của nhiệm vụ quan sát đối tượng đóng vai trò quyết định trong việc xác định mức năng lượng tiêu hao. Các mức tạp âm biên độ cao là nguyên nhân làm tăng độ phức tạp trong việc quan sát đối tượng của các cảm biến. Do đó, làm tăng công suất tiêu thụ cho quá trình cảm biến.

- Năng lượng truyền thông: Trong ba thành phần nêu trên trong một

nút cảm biến, phần truyền thông số liệu tiêu thụ năng lượng nhiều nhất, bao gồm cả phát và thu số liệu. Đặc điểm truyền thông trong mạng cảm biến là phạm vi ngắn và công suất bức xạ thấp, tiêu hao năng lượng cho việc phát và thu là gần như nhau. Trong mạch thu phát, các bộ trộn, các bộ tổng hợp tần số, các bộ dao động điều khiển bằng điện áp, các vòng khóa pha (PLL) và các bộ khuếch đại công suất tiêu thụ công suất đáng kể. Điều quan trọng là tính toán này không chỉ quan tâm đến công suất tích cực mà còn xem xét đến tiêu thụ công suất khởi phát trở nên đáng kể. Giá trị cao của thời gian khởi phát được cho là do thời gian khóa của vòng khóa pha (PLL). Khi kích cỡ gói tin truyền giảm nhỏ thì công suất khởi phát sẽ chiếm ưu thế so với công suất tích cực. Kết quả là việc chuyển trạng thái (thu, phát) giữa ON và OFF không hiệu quả vì sẽ tiêu thụ một lượng năng lượng lớn mỗi lần chuyển trạng thái về ON.

- Năng lượng cho xử lý: Năng lượng tiêu thụ cho xử lý số liệu nhỏ hơn

năng và do sự suy giảm đường truyền theo khoảng cách nút cảm biến nên công suất tiêu thụ của bộ thu phát lớn khi khoảng cách truyền thông tăng. Trong khi đó, bộ xử lý thường không phức tạp và tốc độ không cao nên tiêu thụ công suất nhỏ.

Một nút cảm biến phải có khả năng tính toán và tương tác với môi trường xung quanh. Giới hạn về chi phí và kích thước dẫn đến sự lựa chọn công nghệ bán dẫn oxit kim loại (CMOS) cho bộ vi xử lý. Tuy nhiên, công nghệ này lại bị hạn chế về hiệu quả năng lượng.

Ngoài ra, trong nút cảm biến còn có các mạch mã hóa và giải mã, các mạch tích hợp các ứng dụng đặc biệt. Khi thiết kế các giao thức và thuật toán cho mạng, phải tính toán các ảnh hưởng đến công suất tiêu thụ của các thành phần này.

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu hiệu quả năng lượng mạng cảm biến không dây sử dụng giao thức LEACH (Trang 28 - 29)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(67 trang)