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무선 센서 네트워크에서 전력 생산 환경을 위한 에너지 인식 라우팅 프로토콜
강경현(Kyunghyun Kang),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2011 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.38 No.3
무선 센서 노드의 에너지 제약을 해결하기 위해 에너지 하베스팅 기반 무선 센서 네트워크 연구가 활발히 진행되고 있다. 에너지 하베스팅 기반 무선 센서 네트워크는 태양열, 풍력 에너지 등의 환경의 에너지를 센서 노드의 전원으로 활용하여 노드의 생존시간을 향상시킨다. 이러한 하베스팅 환경에서 기존의 에너지 어웨어 라우팅 프로토콜을 사용할 경우, 하베스팅 장치로부터 축적되는 에너지가 경로 설정시 반영되지 않아 최적의 결과를 얻기 어렵다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 하베스팅 환경을 고려한 에너지 어웨어 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 각 노드의 에너지 레벨과 변화량을 고려한 경로 설정 알고리즘을 사용함으로써 하베스팅 환경에서 기존의 에너지 어웨어 라우팅 프로토콜보다 더 향상된 네트워크 생존시간을 보장한다. 또한 제안하는 프로토콜은 기존 에너지 어웨어 라우팅 프로토콜에서 발생할 수 있는 데이터 집중 현상을 해결하여 데이터 처리율을 높인다. 실험을 통해 제안하는 프로토콜이 기존의 프로토콜보다 네트워크 생존시간과 데이터 처리율을 향상시킴을 확인하였다. Various researches on energy harvesting techniques for wireless sensor networks have been performed to overcome the power limitation of sensor nodes. In wireless sensor networks with harvesting techniques, sensor nodes exploit environmental energy, such as solar or wind energy, as the power sources of the nodes. Existing energy aware routing protocols may not be suitable for energy harvesting based wireless sensor networks because they do not consider the accumulated energy from harvesting devices. In this paper, an energy aware routing protocol for a harvesting environment in wireless sensor networks is proposed. The proposed protocol takes energy levels and energy variations of nodes as a metric of route selection to extend network lifetime in harvesting environment. Also, the proposed protocol increases data throughput by solving data convergence problem occurred in existing routing protocols. Experimental results show that the proposed protocol improves network lifetime and data throughput compared with existing energy aware routing protocols.
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