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 ja y 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)