Design Guidelines of A Low Power Communication Protocol for Zero Energy Devices

Sammanfattning: Lågströmskommunikationsprotokoll såsom 6LoWPAN har använts i stor utsträckning för applikationer som kräver mindre energiförbrukning för trådlös kommunikation på korta avstånd, exempelvis IoT-enheter. Eftersom antalet sådana enheter ökar blir det allt viktigare att överväga ambient energy harvesting som en energikälla för att driva sådana enheter. Det framkallar ett behov av att ompröva designen av ett energieffektivt kommunikationsprotokoll som gör det möjligt för sensorer och aktuatorer att använda den utvunna energin för beräkning och kommunikation. Eftersom den utvunna energin från en energikälla är begränsad och det tar tid för en enhet att samla tillräckligt med energi för datahantering och kommunikation, finns det ett behov av att undersöka energibudgeten och bestämma de kritiska parametrarna som påverkar energiförbrukningen för trådlös kommunikation. En analys av energiförbrukningen utfördes genom att anpassa en Python-modell och simuleringar genomfördes för att hjälpa till att förstå påverkan av nyckelparametrar på energiförbrukningen med hänsyn till en lämplig radio frequency energy harvesting (RF-EH) för “zero” energienheter. I examensarbetet föreslås designöverväganden för ett nytt lågströmskommunikationsprotokoll för “zero” energienheter. Resultaten visade att adaptive data rate (ADR) har en stor betydelse för energibesparingar. Med lämpliga överföringsparametrar inställda kan energiförlusterna för omsändningar och kollisioner minskas. Det är också möjligt att införa en schemaläggningsalgoritm för kommunikationsprocessen för förbättrad kollisionsundvikande. De föreslagna designövervägandena kan tillämpas i framtida arbeten för att förbättra kortdistanskommunikationsprotokollet för “zero” energienheter.