110 likes | 237 Views
TIES530 - Sulautettujen järjestelmien arkkitehtuurit. Luento 9: Tehon hallinta (Lähteenä: Kangasvieri J. (2005) Virransäästömenetelmät langattomassa sensoriverkossa. Oulun yliopisto, sähkö- ja tietotekniikan osasto. Diplomityö). Jukka Ihalainen, jukka.ihalainen@chydenius.fi
E N D
TIES530 - Sulautettujen järjestelmien arkkitehtuurit Luento 9: Tehon hallinta (Lähteenä: Kangasvieri J. (2005) Virransäästömenetelmät langattomassa sensoriverkossa. Oulun yliopisto, sähkö- ja tietotekniikan osasto. Diplomityö) Jukka Ihalainen, jukka.ihalainen@chydenius.fi Tietoliikennelaboratorio, http://rf.chydenius.fi
Paristokäyttöisyys • kauko-ohjaimet, lelut, kamerat, puhelimet ... • käyttäjän hallinnassa yksittäisiä kappaleita • akun lataaminen tai pariston vaihtaminen ei suuri ongelma • langattomat sensoriverkot • laitteita kymmeniä, satoja tai jopa tuhansia • pariston/akun kestämättömyys suuri ongelma • pariston kestettävä jopa vuosia tai laitteen saatava energiaa riittävästi ympäristöstä (aurinko, tuuli, tärinä, lämpö…)
Langattomat sensoriverkot • teknologioita • WLAN • ’liian’ suurikapasiteettinen sensoriverkkoihin, kallis ja kuluttaa paljon energiaa • Bluetooth • ’sopiva’ kantama mutta moneen sensoriverkkosovellukseen liian tehokas, virtasyöppö, verkon koko rajallinen (1+7) • ZigBee (802.15.4) • suunniteltu erityisesti sensoriverkkoihin, tiedonsiirtokapasiteetti 20/250 kb/s, multihop-verkko, 65000 laitetta verkossa, pieni virrankulutus kunhan toimintajakso saadaan lyhyeksi • Wibree (Blulite) • Nokian lanseerama ’Bluetooth-yhteensopiva’, kilpailee ZigBeen kanssa sovelluksista varsinkin kotiautomaatiossa • Muut radiot • paljon vaihtoehtoja, yleensä ei valmista MAC-toteutusta
Radion energian kulutus • lähetysteho • edullisempaa välittää tietoa monen hypyn kautta pienemmällä ? • lähetystehoa kannattaa säätää • ei blokata muita pois ja energiaakin säästyy • säätämiseen voidaan käyttää esim vastaanotetun signaalin voimakkuutta (RSS, Receive Signal Strength) E on laitteen kuluttama energia yhdessä hypyssä bittiä kohden, B on vakio, joka riippuu käytettävästä laitteistosta, d on laitteiden välinen etäisyys jay on vakio, joka riippuu etenemisympäristöstä (y>2).
Virrankulutukseen vaikuttavia tekijöitä • prosessorin kellonopeus • prosessorin ja muidenkin laitteiden virransäästötilat • pieni toimintajakso synkronointi • komponenttien valinta • tarvitaanko regulaattoria • antureiden nopeus
Esimerkkilaitteisto • ATMega128L mikrokontrolleri (7.3728 MHz ja 32 kHz ulkoiset kiteet) • CC2420 radiopiiri (20 MHz ulkoinen kide) • DS18S20 digitaalinen lämpötila-anturi • (LE33 jänniteregulaattori) • (BPW21 analoginen valoanturi (fotodiodi)) • (LCD-näyttö)
I = lepojakso II = MCU aktiivitilassa III = Lähetysjakso IV = Kellokeskeytys
A = mittausjakso ja radion alustus B = Lähetysjakso (Tx) C = Kuittauksen odotus (Rx) D = Odotusaika (Rx)