Kablosuz Algılayıcı Ağlarında Alıcı-Vericilerin Oransal-İntegral Denetleyiciler ile Görev Döngüsü

Algılayıcı düğümlerinin enerji tüketimi, görev çevrimi tekniği olarak adlandırılan alıcı-vericilerinin etkinleştirilip kapatılmasıyla oldukça düşürülebilir. Ancak görev çevriminin uygulanması kolay değildir çünkü düğümler alıcı vericilerini etkinleştirmek için verinin ne zaman geleceğini önceden bilmek zorundadırlar. Bu makalede, düğümler arasında sabit bir devirde haberleşme olduğu varsayılarak, düğümler arasında açık bir saat eşzamanlaması gerektirmeyen verimli bir görev çevrimi tekniği tanıtılmaktadır. Daha iyi ifade edilecek olunursa, bu makale güncel literatürde oransal-integral tabanlı görev çevrimini tanıtan bilgimiz dahilindeki ilk makaledir. Önerilen yöntemin en önemli avantajı hesaplama ve bellek yükü açısından oldukça hafif olmasıdır. Önerilen yöntem derinlemesine bir matematiksel analizle desteklenmiş ve analizlerin doğruluğu benzetimler aracılığıyla gösterilmiştir.

Duty Cycling of Transceivers in Wireless Sensor Networks Using Proportional-Integral Controllers

The energy consumption of the sensor nodes can be reduced considerably by turning on and off their transceivers, the so called duty-cycling. However, the difficulty of duty-cycling is that nodes should know beforehand when data is coming and then they need to switch on their transceivers to receive the incoming data. In this article, we assume a periodic communication between two sensor nodes at a fixed frequency and introduce an efficient duty-cycling technique that does not require explicit time synchronization between the nodes. More precisely, up to our knowledge, this is the first article in the current literature proposing a proportional-integral controller-based duty-cycling mechanism. A desirable property of this technique is that it is lightweight in terms of computation and memory overhead. We support our article by providing an extensive mathematical analysis of our technique and show the correctness of our analysis through simulations.

___

  • Lamport, L., “Time, clocks, and the ordering of events in a distributed system”, Communications of the ACM, 21(7), 558-565, 1978.
  • Lenzen, C., Locher, T., Wattenhofer, R., “Tight bounds for clock synchronization”, Journal of the ACM (JACM), 57(2), 8, 2010.
  • K. S. Yıldırım, Kablosuz Algılayıcı Ağlarında Saat Eşzamanlaması, Ege Üniversitesi, Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012.
  • Burri, N., Von Rickenbach, P., Wattenhofer , R, "Dozer: ultra-low power data gathering in sensor networks", 26th International Symposium on Information Processing in Sensor Networks, Cambridge, MA, 2007.
  • Akyildiz, I. F., Vuran, M. C., Wireless sensor networks, John Wiley & Sons, 2010.
  • Guo, S., He, L., Gu, Y., Jiang, B., He, T., “Opportunistic flooding in lowduty-cycle wireless sensor networks with unreliable links”, IEEE Transactions on Computers, 63(11), 2787-2802, 2014.
  • İnternet: Texas Instruments, http://www.ti.com/
  • Polastre , J., Szewczyk,, R., Culler, D., “Telos: Enabling ultra-low power wireless research,” IPSN 2005, Fourth International Symposium on Information Processing in Sensor Networks, Los Angeles, California, USA, April 24 - 27, 2005.
  • Yıldırım, K. S., Carli, R., Schenato, L., "Adaptive control-based clock synchronization in wireless sensor networks." 2015 European Control Conference (ECC), Linz, pp. 28062811, 2015.
  • Maróti, M., Kusy, B., Simon, G., Lédeczi, A., “The flooding time synchronization protocol”, Proceedings of the 2nd international conference on Embedded networked sensor systems (SenSys '04), ACM, New York, NY, USA, 39-49, 2004
  • Polastre, J., Hill, J., Culler, D., “Versatile low power media access for wireless sensor networks”, Proceedings of the 2nd international conference on Embedded networked sensor systems (SenSys '04), ACM, New York, NY, USA, 95-107.
  • Ye, W., Heidemann, J., Estrin, D., “An energy-efficient mac protocol for wireless sensor networks”, INFOCOM 2002 Proceedings.Twenty-First Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies, pp. 1567-1576 vol.3, 2002.
  • van Hoesel, L., Havinga, P. “A lightweight medium access protocol (lmac) for wireless sensor networks: Reducing preamble transmissions and transceiver state switches,” 1st International Workshop on Networked Sensing Systems, INSS 2004, Tokio, Japan, 2004
  • lae Noh, K., Serpedin, E., Qaraqe, K. “A new approach for time synchronization in wireless sensor networks: Pairwise broadcast synchronization,” Wireless Communications, IEEE Transactions on, vol. 7, no. 9, pp. 3318–3322, 2008.
  • Huang, H., Yun, J., Zhong, Z., Kim, S., He, T., “Psr: Practical synchronous rendezvous in low-duty-cycle wireless networks”, 2013 Proceedings IEEE INFOCOM, Turin, pp. 2661–2669, 2013
  • Yıldırım, K. S., Aantjes, H., Majid, A. Y., Pawełczak, P, “On the Synchronization of Intermittently Powered Wireless Embedded Systems”. arXiv preprint arXiv:1606.01719, 2016
  • A. Leva, F. Terraneo, L. Rinaldi, A. V. Papadopoulos, and M. Maggio, “High-precision low-power wireless nodes’ synchronization via decentralized control,” IEEE Trans. Control Syst. Technol., vol. 24, no. 4, pp. 1279–1293, Jul. 2016.
  • R. Carli and S. Zampieri, “Network clock synchronization based on the second-order linear consensus algorithm,” IEEE Trans. Autom. Control, vol. 59, no. 2, pp. 409–422, Feb. 2014
  • R. Lim, B. Maag, and L. Thiele, “Time-of-flight aware time synchronization for wireless embedded systems,” in EWSN 2016, pp. 149–158.
  • C. Lenzen, P. Sommer, and R. Wattenhofer. PulseSync: An efficient and scalable clock synchronization protocol. ACM/IEEE Transactions on Networking (TON), Mar 2014.
Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi-Cover
  • ISSN: 1302-9304
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 1999
  • Yayıncı: Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

İzmir Körfezi için Rüzgar Potansiyeli Belirleme Ön Çalışması: 3 Boyutlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Analizleri ile Rüzgar Verisinin Düzeltilmesi için Yerel Feribotlar Üzerindeki Akış Bozunumlarının Ölçülmesi

Şahin GÜNGÖR, Ziya Haktan KARADENİZ

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞIYLA BİRLEŞTİRİLEN ST37/ST52 LEVHALARIN MİKROYAPI KARAKTERİZASYONU VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ

Güven İPEKOĞLU, Tevfik KÜÇÜKÖMEROĞLU, Semih M.AKTARER, D. Murat SEKBAN, Gürel ÇAM

Beytitepe Kireçtaşı’nın (Bornova Fliş Zonu) Gökdere Alanında (İzmir, Batı Türkiye) Planktonik Foraminifer Biyostratigrafisi ve Mikrofasiyes Özellikleri

BİLAL SARI

SAYISAL GÖRÜNTÜ İŞLEME İLE TİTREŞİM YER DEĞİŞTİRMELERİNİN ÖLÇÜMÜ VE MODAL PARAMETRE TAYİNİ

Yıldırım Serhat ERDOĞAN

Monte-Carlo simülasyonsuz-Uç Değer Modelleme ile Kompozit Bir Plakanın Belirsiz Titreşim Sınırlarının Belirlenmesi

MURAT KARA, ABDULLAH SEÇGİN

MANYETOREOLOJİK SIVI İLE EL REHABİLİTASYON CİHAZİ TASARIMI VE ÜRETİMİ

Aysun BALTACI, Hasan Aykut AYDIN, Özgen TONAY, Barış Oğuz GÜRSES, Sercan SABANCI, Mustafa ERTEKİN, Seçkin ERDEN

MFI Tipi Zeolit Membranların Yüksek Sıcaklıkta Geri Döngülü Akış Sisteminde Sentezi

BERNA TOPUZ, Aylin ÖNDER SAKA, HALİL KALIPÇILAR

BETONARME YAPILARDA BURKULMASI ÖNLENMİŞ ÇELİK ÇAPRAZ ELEMANLARIN DOĞRUSAL OLMAYAN DAVRANIŞA ETKİSİ

Bilge DORAN, Erkan ŞENOL, İsmail KÖSE

ELECTROCHEMICAL VANILLIN DETERMINATION ON GOLD NANOPARTICLES MODIFIED MULTIWALLED CARBON NANOTUBE ELECTRODE

ÇAĞRI CEYLAN KOÇAK, ŞÜKRİYE KARABİBEROĞLU

SURFACE POTENTIAL CORRELATIONS WITH IRREGULAR PLASTIC DEFORMATION

AHMET YILMAZ