Scheduling von Peripheriespannung auf drahtlosen Sensorknoten

Einleitung

Bisherige Ansätze zur Optimierung der Enregieeffizienz auf drahtlosen Sensorknoten legten den Fokus zu sehr auf die Processing- bzw. Transceiver Unit. Ein Sensoknoten ist jedoch mit einer Vielzahl an Sensoren, Aktoren und Speichern ausgestattet, welche bei näherer Betrachtung einen Großteil der Stromaufnahme ausmachen können. Jeder dieser Peripheriekomponenten besitzt unterschiedliche Anforderungen an die minimale Versorgungsspannung, sodass im Regelfall die höchste benötigte Spannung für alle Komponenten statisch gesetzt wird. Hierdurch "verschenkt" man jedoch ein Einsparpotential, da die Leistungsaufnahme der Komponenten quadratisch von deren Versorgungsspannung abhängt. Setzt man eine variable Spannungsversorgung der Peripheriekomponenten voraus, so wäre es denkbar, je nach Benutzung der Komponenten eine individuelle Spannung einzustellen. Leider erzeugt das Umschalten einer Spannung immer einen Overhead, sodass sich die Frage stellt: Gibt es eine generische Lösung für einen optimalen Schedule der Peripheriespannung?

Aufgabenstellung

Eine theoretische Lösung (periodische Prozesse) für dieses Problem wurde bereits am IBR von der Abteilung Algorithmik erarbeitet. Durch eine Simulation konnte gezeigt werden, dass die Anwendung eines optimalen Schedule gegenüber einer fixen Spannung zwischen 60% und 70% Ersparnis birgt. In dieser Arbeit soll die theretische Vorarbeit in die Praxis umgesetzt werden. Hierfür steht eine modifizierte Variante des INGA Sensorknotens zur Verfügung, welche die Voraussetzung zur Implementierung erfüllt. Des Weiteren ist eine umfangreiche Evaluation durchzuführen. Je nach Aufwand ist eine weiterführende Untersuchung für den Online-Fall denkbar. Hierbei ist keine periodische Abfolge der Peripherienutzung gegeben (reaktives System).

Links

• INGA
• Hinweise zur Durchführung von studentischen Arbeiten am IBR