[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2791136C1 - Way to reduce power consumption in a wireless sensor network - Google Patents

Way to reduce power consumption in a wireless sensor network Download PDF

Info

Publication number
RU2791136C1
RU2791136C1 RU2021132758A RU2021132758A RU2791136C1 RU 2791136 C1 RU2791136 C1 RU 2791136C1 RU 2021132758 A RU2021132758 A RU 2021132758A RU 2021132758 A RU2021132758 A RU 2021132758A RU 2791136 C1 RU2791136 C1 RU 2791136C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
message
base station
wireless sensor
power consumption
Prior art date
Application number
RU2021132758A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дарья Александровна Кирилова
Татьяна Николаевна Астахова
Михаил Олегович Колбанев
Иван Александрович Сорокин
Original Assignee
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) filed Critical Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2791136C1 publication Critical patent/RU2791136C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: wireless sensor networks.
SUBSTANCE: invention makes it possible to determine criteria for selecting the optimal message transmission route in wireless sensor networks, taking into account the physical characteristics of the sensor devices in the wireless sensor network. The method is based on the cosine theorem and allows you to determine the route of message transmission from the source node to the base station, which consumes the minimum amount of energy. This approach assumes that the base station knows the coordinates of the sensor nodes and calculates the linear distances between them.
EFFECT: reduction of the power consumption of the wireless sensor network.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области беспроводных сенсорных сетей, в частности к способам увеличения энергоэффективности работы сети в целом.The invention relates to the field of wireless sensor networks, in particular to methods for increasing the energy efficiency of the network as a whole.

Известно изобретение [1] технический результат которого снижение энергопотребления с сенсорных узлов в беспроводной сенсорной сети. Данный метод основан на отдельных этапах включающих и отключающих питание каждого сенсорного узла, приёмника и передатчика, что снижает энергопотребление за счет уменьшения времени функционирования сенсорного-узла.Known invention [1], the technical result of which is the reduction of power consumption from sensor nodes in a wireless sensor network. This method is based on separate stages of switching on and off the power of each sensor node, receiver and transmitter, which reduces power consumption by reducing the operating time of the sensor node.

Недостатком известного решения является то, что данный метод увеличивает время на обнаружение узлом ближайших соседей для рациональной передачи пакета данных, так как в спящем режиме сенсорное устройство не может сообщить информацию о местоположении ближайших соседних сенсорных устройств.The disadvantage of the known solution is that this method increases the time for the node to detect the nearest neighbors for rational transmission of the data packet, since in the sleep mode the sensor device cannot report information about the location of the nearest neighbor sensor devices.

Основная часть энергии затрачивается сенсорным устройством на прием и передачу пакета данных, на обработку и хранение данные тратится энергии значительно меньше.The main part of the energy is spent by the sensor device on receiving and transmitting a data packet, much less energy is spent on processing and storing data.

Предлагается способ, направленный на уменьшение энергопотребления в беспроводной сенсорной сети, отличающийся тем, что уменьшение энергопотребления происходит именно в момент передачи пакета данных за счет снижения мощности затрачиваемой в этот момент.A method is proposed aimed at reducing power consumption in a wireless sensor network, characterized in that a decrease in power consumption occurs precisely at the moment of transmitting a data packet by reducing the power consumed at that moment.

Технической задачей изобретения является снижение энергопотребления сенсорных узлов в беспроводной сенсорной сети, а именно уменьшение количества потребляемой энергии сенсорными узлами при передаче пакета данных. The technical objective of the invention is to reduce the power consumption of sensor nodes in a wireless sensor network, namely, to reduce the amount of energy consumed by sensor nodes when transmitting a data packet.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый метод при передачи пакета данных от узла-источника 4 (Фиг. 1) к узлу-приемнику использует алгоритм, основанный на теореме косинусов. Благодаря данному алгоритму известно, что мощность передачи сообщения через ретранслятор 3 (Фиг. 1) меньше затрачиваемой мощности передачи сообщения напрямую от узла-источника 4 (Фиг. 1) к базовой станции 2 (Фиг. 1) при условии, что угол β ∈ (

Figure 00000001
]; мощность передачи через ретранслятор 3 (Фиг. 1) равна мощности передачи сообщения напрямую от узла-источника 4 (Фиг. 1) к базовой станции 2 (Фиг. 1) при условии, что угол β =
Figure 00000002
, в ином случае наименьшая мощность будет затрачена при передаче напрямую от узла-источника 4 (Фиг. 1) к базовой станции 2 (Фиг. 1). The technical result is achieved by the fact that the proposed method, when transmitting a data packet from the source node 4 (Fig. 1) to the receiver node, uses an algorithm based on the cosine theorem. Thanks to this algorithm, it is known that the power of transmitting a message through the relay 3 (Fig. 1) is less than the expended power of transmitting a message directly from the source node 4 (Fig. 1) to the base station 2 (Fig. 1) provided that the angle β ∈ (
Figure 00000001
]; the transmission power through the repeater 3 (Fig. 1) is equal to the transmission power of the message directly from the source node 4 (Fig. 1) to the base station 2 (Fig. 1) provided that the angle β =
Figure 00000002
, otherwise the least power will be spent when transmitting directly from the source node 4 (Fig. 1) to the base station 2 (Fig. 1).

Способ снижения энергопотребления в сенсорных узлах заключается в следующем: сенсорное устройство 1 (Фиг. 1) решает проблему выбора маршрута передачи сообщения на базовую станцию 2 (Фиг. 1). Внутри каждого сенсорного устройства 1 (Фиг. 1) заложена программа, сообщающая его координаты и координаты ближайших соседей. При выборе оптимального маршрута передачи сообщения принимаются во внимание пространственные характеристики и предлагается оптимальный маршрут передачи сообщения. Выбор оптимального маршрута происходит из условия наименьших затрат мощности при передачи сообщения. Сенсорные узлы 1 (Фиг. 1), зная координаты сообщений, определяют расстояние до ближайших соседей и, основываясь на условия теоремы косинусов, передают сообщение по алгоритму, затрачиваемому наименьшую мощность. Мощность рассчитывается по формуле Фрииса. За счет снижения мощности при передаче сообщения снижается и затрачиваемое количество энергии.The way to reduce power consumption in the sensor nodes is as follows: the sensor device 1 (Fig. 1) solves the problem of choosing a route for transmitting messages to the base station 2 (Fig. 1). Inside each sensor device 1 (Fig. 1) there is a program that reports its coordinates and the coordinates of the nearest neighbors. When choosing the optimal message transmission route, spatial characteristics are taken into account and the optimal message transmission route is proposed. The choice of the optimal route comes from the condition of the least power consumption when transmitting a message. Sensor nodes 1 (Fig. 1), knowing the coordinates of the messages, determine the distance to the nearest neighbors and, based on the conditions of the cosine theorem, transmit the message according to the algorithm that consumes the least power. Power is calculated using the Friis formula. By reducing the power when transmitting a message, the amount of energy expended is also reduced.

Источник информацииA source of information

1. Патент № 2702079 РФ, МПК H 04 W 84/18 (2009.01). Способ снижения энергопотребления сенсорных узлов в беспроводной сенсорной сети / Елягин С.В., Дементьев В.Е.; заявитель и патентообладатель ООО «ТСТ» - № 2018120261, заявл. 31.05.2018. от 03.10.2019. - 9 с.1. Patent No. 2702079 RF, IPC H 04 W 84/18 (2009.01). A method for reducing the power consumption of sensor nodes in a wireless sensor network / Elyagin S.V., Dementiev V.E.; applicant and patent holder TST LLC - No. 2018120261, Appl. May 31, 2018. from 03.10.2019. - 9 s.

Claims (1)

Способ снижения энергопотребления в сенсорных узлах, включающий передачу пакета данных от узла-источника к базовой станции, внутри каждого сенсорного устройства заложена программа, сообщающая его координаты и координаты ближайших соседей, при выборе оптимального маршрута передачи сообщения принимаются во внимание пространственные характеристики и предлагается оптимальный маршрут передачи сообщения, выбор оптимального маршрута происходит из условия наименьших затрат мощности при передаче сообщения, сенсорные узлы, зная координаты сообщений, определяют расстояние до ближайших соседей и, основываясь на условиях теоремы косинусов, где мощность передачи сообщения через ретранслятор меньше затрачиваемой мощности передачи сообщения напрямую от узла-источника к базовой станции при условии, что угол β ∈ (
Figure 00000003
], мощность передачи через ретранслятор равна мощности передачи сообщения напрямую от узла-источника к базовой станции при условии, что угол β =
Figure 00000004
, в ином случае наименьшая мощность будет затрачена при передаче напрямую от узла-источника к базовой станции, передают сообщение по алгоритму, при котором затрачивается наименьшая мощность.
A method for reducing power consumption in sensor nodes, including the transmission of a data packet from the source node to the base station, inside each sensor device there is a program that reports its coordinates and the coordinates of the nearest neighbors, when choosing the optimal message transmission route, spatial characteristics are taken into account and the optimal transmission route is proposed messages, the choice of the optimal route comes from the condition of the least power consumption when transmitting a message, sensor nodes, knowing the coordinates of messages, determine the distance to the nearest neighbors and, based on the conditions of the cosine theorem, where the power of transmitting a message through a repeater is less than the power expended transmitting a message directly from the node - source to the base station provided that the angle β ∈ (
Figure 00000003
], the transmission power through the repeater is equal to the transmission power of the message directly from the source node to the base station, provided that the angle β =
Figure 00000004
, otherwise the least power will be spent when transmitting directly from the source node to the base station, the message is transmitted according to the algorithm that consumes the least power.
RU2021132758A 2021-11-10 Way to reduce power consumption in a wireless sensor network RU2791136C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791136C1 true RU2791136C1 (en) 2023-03-03

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040142716A1 (en) * 2003-01-21 2004-07-22 Philip Orlik System and method for reducing power consumption in a wireless communications network
US20070099678A1 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Power-saving method for wireless sensor network
US20090168677A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 D&S Technology Co., Ltd. Method of Minimizing Electric Power Consumption In Wireless Sensor Network
RU2702079C1 (en) * 2018-05-31 2019-10-03 Общество с ограниченной ответственностью "ТСТ" Method of reducing power consumption of sensor units in a wireless sensor network
RU2718960C2 (en) * 2016-02-12 2020-04-15 Сони Корпорейшн Device and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040142716A1 (en) * 2003-01-21 2004-07-22 Philip Orlik System and method for reducing power consumption in a wireless communications network
US20070099678A1 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Power-saving method for wireless sensor network
US20090168677A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 D&S Technology Co., Ltd. Method of Minimizing Electric Power Consumption In Wireless Sensor Network
RU2718960C2 (en) * 2016-02-12 2020-04-15 Сони Корпорейшн Device and method
RU2702079C1 (en) * 2018-05-31 2019-10-03 Общество с ограниченной ответственностью "ТСТ" Method of reducing power consumption of sensor units in a wireless sensor network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE48848E1 (en) Communication system, communication apparatus and communication method, and computer program
Nadeem et al. Simple: Stable increased-throughput multi-hop protocol for link efficiency in wireless body area networks
Yang et al. A wakeup scheme for sensor networks: Achieving balance between energy saving and end-to-end delay
JP4807937B2 (en) Adaptive sleeping and wake-up protocol for energy efficient ad hoc networks
KR101193282B1 (en) Methods and apparatus for wireless communications including direct paging in combination with hopped data signaling
US8023501B1 (en) Techniques for self-organizing activity-diffusion-based wireless sensor network
KR101392497B1 (en) Intelligent and load balancing routing method in wireless sensor network
Sadiq et al. An energy-efficient cross-layer approach for cloud wireless green communications
CN101572662A (en) Energy-saving packet forwarding method based on position information in wireless sensor network
Zeb et al. Location centric energy harvesting aware routing protocol for IoT in smart cities
RU2791136C1 (en) Way to reduce power consumption in a wireless sensor network
KR101507602B1 (en) Method for optimal relay node selection and wireless body area network system the method applied thereto
Farhan et al. LQOR: Link quality-oriented route selection on Internet of Things networks for green computing
Shah et al. A balanced energy consumption protocol for underwater ASNs
KR100931781B1 (en) Transmitter, Receiver and Transceiver System in Sensor Network
Hafeez et al. An energy efficient adaptive cooperative routing protocol for underwater WSNs
Papadopoulos et al. A mobility-supporting MAC scheme for bursty traffic in IoT and WSNs
Saleh et al. Energy Aware Clustering Routing Protocol for Dense Underwater Acoustic Wireless Sensor Network
Restuccia et al. Performance analysis of a hierarchical discovery protocol for WSNs with Mobile Elements
Wang et al. An energy-saving algorithm of WSN based on gabriel graph
Wang et al. Improvement research of underwater sensor network routing protocol HHVBF
Kaabneh et al. An effective location-based power conservation scheme for mobile ad hoc networks
Cevik et al. Localized energy efficient routing for wireless sensor networks
CN119233360B (en) Low power consumption control method and device for self-organizing network based on energy weighted routing protocol
Zhang Design Guidelines of A Low Power Communication Protocol for Zero Energy Devices