Kablosuz Sensör Ağları için PIC-Tabanlı Güneş Enerjisi Tasarruf Modülü Tasarımı

Özet

Günümüzde, kablosuz sensör ağlarında (WSN'ler) güç tüketimi konusu çok önemlidir ve son gelişmeler, kablosuz sensör ağları için güneş enerjisi gücünün kullanılmasını sağlamıştır. WSN'ler için güneş enerjisinin verimli bir şekilde nasıl toplanıp depolanacağı bu çalışmada araştırılmıştır. WSN'lerde enerji tüketimi sorunları, kablosuz sensör düğümlerinin en belirgin kısıtlamalarıdır. Güç sınırlamasına bağlı olarak, WSN'lere sürekli olarak elektrik gücü sağlamak çoğu zaman çok zor olmaktadır. Bu sorunların üstesinden gelmek üzere, kablosuz sensör düğümlerini şarj edilebilir pillerle birlikte, güneş enerjisi gibi alternatif-yenilenebilir enerji kaynakları ile güçlendirmeye odaklanılmıştır. Ayrıca, enerji tasarrufu için farklı teknikler kullanılması WSN'lerde önemli işlerden biridir. Donanım, yazılım, iletişim protokolleri ve uygulamaların enerji tüketimini azaltmak üzere birçok çaba sarf edilmiştir. Bununla birlikte, WSN’lerde enerji tüketimi halen istenilen seviyeye düşürülememiştir. Bu nedenle, WSN'lerin güç tüketimi sorununu çözmek için yenilenebilir-hasat enerji yaklaşımı ve çevresel uygulamalarda WSN'lerin ömrünü artırmak için yenilenebilir (güneş enerjisi) enerjinin kullanımı yaklaşımı sunulmuştur. Bu çalışmada ayrıca, herhangi bir WSN'nin hızlı prototipleştirilmesi için yeni bir enerji toplama ve tasarruf etme modeli önerilmiştir. Bu yaklaşımların bir kablosuz sensör ağının ömrünün artırılmasında kritik bir rol oynayabileceği bulunmuştur.

Abstract

Nowadays, the issue of power consumption is very important in wireless sensor networks (WSNs) and recent developments have allowed solar energy power to be used for WSNs. How to collect and store energy effectively from the environment has been investigated for the WSNs in this paper. Energy consumption issues in the WSNs is the most significant constraints of the wireless sensor node systems. Due to the power limitation, providing electrical power to WSNs often becomes very challenging. Overcome these issues, we have focused on powering up the sensor devices by alternative renewable energy sources such as solar energy along with rechargeable batteries. Also, using different techniques for energy saving is one of the essential tasks in WSNs. Many efforts have been put to reduce the energy consumption of the hardware, software, communication protocols an applications. However, energy consumption still cannot be brought down to the desired level. Therefore, we have presented a renewable-harvesting energy approach for solving the power consumption problem of the WSNs and the utilization of renewable (solar) energy to enhance the lifespan of the WSNs in environmental applications. In thıs study, we have also proposed a new renewable powered energy harvesting model for the rapid prototyping of any WSN. We have found that these approaches may play a critical role in increasing the lifespan of a WSN.