운량 기반 태양에너지 수급 예측과 연동한센서망 패킷 전송주기 조절
Packet Transmission Period Control Adaptable to Solar Energy Scavenging Prediction Based on Cloudiness Forecast in Wireless Sensor Networks
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초록
재생 에너지를 사용하는 무선 센서 네트워크에서 에너지 수급량에 따라 처리량, 패킷의 스케줄링, 파워 등을 변화시켜 에너지 효율, 마감시한 내 전송 실패율, 작업효율을 향상시키는 연구가 많이 이루어져 왔다. 태양에너지는 다른재생에너지와는 달리 일별 변화량이 크고 일정한 주기성을 가지고 있다. 본 논문은 태양에너지의 개별적 특성을 활용하여 센서 네트워크의 성능을 높이고 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 패킷 전송주기 조절 정책을 제시한다. 또한구름의 양과 태양에너지의 밀접한 관계를 이용해서 태양에너지 수급량 예측의 정확도를 높인다. 실험결과를 통해 제안한 전송주기 조절방법이 마감시한 내 패킷 전송 실패율과 패킷 전송량 측면에서 우수한 성능을 내는 것을 보인다. 또한 제안한 태양에너지 수급량 예측방법이 기존의 방법보다 6.92% 더 정확하다는 것을 보인다.
Abstract
A number of researches have studied energy management and packet scheduling policies in energyscavenging wireless sensor networks. Most of them aim to achieve energy neutrality which means theembedded system can operate perpetually while meeting application requirements. Unlike other renewal energysources, the solar energy has a distinct periodic feature in the amount of harvest over a day. Using this feature,this paper proposes a packet transmission control policy that can enhance the network performance whilekeeping energy efficiency. Furthermore, this paper suggests a novel solar energy prediction method. thatexploits the relation between cloudiness and solar radiation. The experimental results and analyses show that theproposed packet transmission period control policy outperforms others in terms of deadline miss rate and datathroughput. Also, the proposed solar energy prediction method can predict more accurately than others by6.92%.
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