engleski

Power management in wireless camera network for periodic monitoring of environment

Opremanje osjetilnih čvorova kamerama visoke razlučivosti rezultira novim mogućnostima primjene bežičnih mreža osjetila u nadzoru okoliša. Ograničenja energetskih resursa baterijski napajanih čvorova, računalnih resursa, te propusnosti bežične komunikacije rezultiraju potrebom za prilagođavanjem arhitekture čvorova i bežične mreže, kao i upravljanjem potrošnjom kako bi se mogla ostvariti tražena funkcionalnost uz zadovoljavajući životni vijek. Analiza energetske učinkovitosti bežične komunikacije napravljena je korištenjem modela osjetilnog čvora. Model osjetilnog čvora implementiran je u simulatoru diskretnih događaja OMNET++, a izveden je automatima stanja. Na osnovu provedenih mjerenja propusnosti i potrošnje energije predstavnika ZigBee (CC2530) i Wi-Fi (CC3000) komunikacijskih modula, podešeni su parametri korištenog modela čvora kako bi ponašanje modela čvora odgovaralo ponašanju komunikacijskih modula. Simulacijama u različitim scenarijima ustanovljeno je prilikom prijenosa manje količine podataka (do 64 kB) ZigBee čvor ostvaruje nižu potrošnju energije od Wi-Fi čvora. Obradom slike na čvoru i izdvajanjem bitnih promjena može se smanjiti količina podataka koju čvorovi trebaju slati, a time i smanjiti energija potrebna za prijenos prikupljenih podataka. Za potrebe analize uspješnosti i primjenjivosti algoritama za detekciju promjena prikupljeno je nekoliko sljedova slika, na kojima je testirana uspješnost izabranih algoritama za detekciju promjena. Dobiveni rezultati su pokazali kako uspješnost pojedinih algoritama ovisi o uvjetima prikupljanja slika, pri čemu korištenje umjetnog osvjetljenja rezultira pouzdanijom detekcijom promjena. Eksperimentalna provjera potrošnje energije potrebne za izvođenje izabranih algoritama pokazala je kako algoritmi koji zahtijevaju veći broj računskih operacija za izvođenje imaju i veću potrošnju energije, pri čemu kompleksnija analiza slike (poput uzimanja u obzir okolice pojedinih piksela, što zahtijeva veći broj operacija) rezultira pouzdanijom detekcijom promjena. Na osnovu napravljenih analiza energetske učinkovitosti predloženo je korištenje zvjezdaste topologije, pri čemu upravljački čvor ima mogućnost pristupa sustavu mobilne telefonije. Najniža ukupna potrošnja čvora ostvaruje se kada čvor prikuplja sliku pod umjetnim osvjetljenjem, detektira bitne promjene i šalje ih na daljnju obradu. U slučaju ZigBee čvora, niža potrošnja energije ostvaruje se kompleksnijom obradom slike koja rezultira manjom količinom podataka, dok Wi-Fi čvor nižu potrošnju energije ostvaruje kada se ne izvode koraci dilatacije i označavanja povezanih područja. Za promatrani izbor težinskih faktora ocjena predložene arhitekture ZigBee i Wi-Fi čvorova razlikuje se za približno 5%.

wireless sensor networks; power management; energy efficiency; node model; node architecture

nije evidentirano