|
Simsiz sensor tarmoq tugunlarining energiya ta’minoti.
Sensor tarmoq
tugunlariga quyiladigan talablardan asosiysi, ularning avtonom ishlashining uzoq
vaqt davomlanishi. Energiyani sarflashni kamaytirish masalasi tuzilishni
optimizatsiyalash va tugunlarning analog va raqamli sxemalarining ishlash
rejimlari hisobidan, va ushbu sxemalarning ishlashi uchun, tashqi muhitdan,
energiyani olish hisobidan yechilishi mumkin. Bugungi kunda butun jahon
bo„yicha, batareya va simlardan holos bo„lgan, ekologik toza va energiyaning
cheklanmagan resurslariga ega, xizmat muddatida cheklov berilmagan avtonom
simsiz sensor tarmoqlarini ishlab chiqish izlanishlar olib borilmoqda.
Atrof muhitimizda energiyaning asosiy to„rtda manbasi mavjud: mexanik
energiya (vibratsiyalar, deformatsiyalar), issiqlik energiyasi (harorat o„zgarishlari),
yoruqlik energiyasi (quyosh, infraqizil nurlar, radiochastotalar) va ximiyoviy
energiya (ximiya, bioximiya). Ushbu manbalarning kuchliliklari har hil zichlikda
(24.7-rasm).
24.7-rasm. Tashqi muhitdagi energiya manbalirining har hil turlari uchun kuchlilik zichligi
(o„zgarishgacha bo„lgan).
Rasmda ko„rsatilganidek, 10-1000mkVt chiquvchi quvvat ko„rsatkichi 1 sm
2
yoki 1sm
3
o„lchamdagi manbalar uchun ma‟qul. Quyosh energiyasi kuchli quvatni
ta‟minlaydi ( agarda 24.7 rasmdagi berilgan ko„rsatkichlar, fotoelementlardagi
20% ortmaydigan, KPD ni almashtirish uchun solishtirmali koeffitsientlarga
ko„paytirilsa). Afsus, quyosh energiyasini quyosh tushmaydigan xonalarda olish
mumkin emas. Demak, havo harorati tushishda energiyani olish mumkin emas,
agar tushish yo„q bo„lsa yoki mavjud bo„lmagan vibratsiyadan. Tashqi energiya
manbai muhitga mos tarzda tanlanishi kerak, simsiz sensor tarmoqning atrofidagi
tugunga, ya‟ni tashqi muhitdan universal energiya manbai mavjud emas. Sensor
tarmoq tugunlarining tashqaridan energiyani olishi uchun, datchiklarning
mikrokontroller va radio-uzatkichlar orqali energiyani sarflanishini kamaytirish
zarur (sensorlar/ aktuatorlar bilan). Simsiz sensor tarmoq tugunlarining energiyani
sarflashi 24.8-rasmda ko„rsatilgan.
24.8-rasm. SST tugunlarining energiyani sarflash grafigi.
Sarflanadigan quvvatning uchta turin ajratish mumkin:
1) 1-5 mkVt: «int holat» rejimida energiyani sarflash;
2) 500 mkVt-1 mVt: faol rejimda energiyani sarflash;
3) 50 mVt: energiyani yetkazib berish cho„qqisi.
Keltirilgan diagramma tahlili quyidagi natijalarni beradi. Birichidan, simsiz
tugunning ishlashi uchun tashqi muhitdan energiyani olish quvvati 1-5 mkVt
tartibda bo„lishi kerak, va bu mikroprotsessor va radiochastota chipining xolostoy
rejimi uchun yetarli ko„rsatkich hisoblanadi. Ikkinchidan, energiyaning zamonaviy
manbalari tashqi muhitdan simsiz sensor tarmoqlarinining faol rejimi uchun
yetarli bo„lgan energiya bilan ta‟minlashni amalga oshira olmaydi (bu
manbalarning chiqish quvvati uchun 500 mkVt-1 mVt da energiyani sarflashi 10-
1000 mkVt ga teskari). Lekin, «spyaщiy» rejimda energiyadan foylanish sarfi
ancha kam bo„lganligidan,tashqi muhitdan ozuqlanadigan, simsiz sensor tarmoqlari
24.9-rasmdagidek ishlash davriyligini qo„llash mumkin. Energiya (a) buferida
saqlanadi (kondensatorlar, batareyalar) va buferdagi energiya yetarlicha bo„lganida
(biv) o„lchash siklining bajarilishi uchun ishlatiladi. So„ng tizim, yangi o„lchash
siklini kutish holatida bo„ladi va «spyaщiy» rejimga qaytadi.
24.9-rasm. Simsiz sensor tarmoqning ishlash davriyligi.
Shu tariqa, tashqi muhitdan energiyani foydalanish orqali hoqlagan,
tejamkor bo„lmagan ham ilovani ozuqlantirish mumkin. Asosiy masala o„lcham
sikli chastotasining uzluksiz ishlab chiqariladigan energiyaga moslashuvi.Sensor
tugunlarning energiyani sarflashi (R), bir o„lcham sikli uchun zarur bo„lgan
energiyaning umumiy miqdorining (W), ushbu harakatning (f) chastotasiga
ko„paytirilishi bilan hisoblanadi:
R=W*f.
R,W va f orasidagi bog„liqlik 24.10-rasmda berilgan.
24.10-rasm. Quvvat, energiya va chastotaning o„z-aro bog„liqligi.
Absissa o„qi ( energiya Djoulda) va ordinata o„qi ( o„lchamlar chastotasi)
bo„yicha logarifmli o„lchamni qo„llash orqali, 100 mkVt o„lchamda energiyani
o„rtacha sarflash egiluvchang koeffitsienti 1 teng bo„lgan to„g„ri liniya bilan
ko„rsatilgan. Masalan, sensor tugunning t6liq ishlashi uchun (o„lcham+ o„zgarish +
uzatish) 250-500 mkDj talab qilinadi. Demak, 100 mkVt quvvatlikni uzluksiz olish
orqali, har bir 1-10 sekundta (0,1-1 Gs) sensor tarmoq tugunining to„liq ishlashini
ta‟minlash mumkin.
Do'stlaringiz bilan baham: |
