Un esquema novedoso de carga de vehículos aéreos no tripulados para redes de sensores recargables de forma inalámbrica en un sistema de autobuses urbanos
Autores: Lin, Tu-Liang; Chang, Hong-Yi; Wang, Yu-Hsin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un esquema novedoso de carga de vehículos aéreos no tripulados para redes de sensores recargables de forma inalámbrica en un sistema de autobuses urbanos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Redes de sensores inalámbricos
Baterías
Cargadores
Esquema de carga basado en UAV
Sistema de autobuses urbano
Estrategias de carga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Las redes de sensores inalámbricos (WSNs) se implementan en muchos aspectos de la vida diaria, como aplicaciones de Internet de las cosas, automatización industrial y agricultura inteligente. Los sensores suelen ser alimentados por baterías. Los cargadores pueden utilizarse para suministrar energía a los nodos de los sensores y así prolongar la vida útil de las WSNs. Este tipo especial de red se llama red de sensores inalámbricos recargables (WRSN). Sin embargo, debido a la limitada energía de la batería y a las diferentes ubicaciones de implementación de los sensores, mover eficientemente los cargadores desde los nodos de los sensores actuales a los siguientes nodos de los sensores es un desafío. En este estudio, proponemos un esquema de carga basado en vehículos aéreos no tripulados (UAV) en un sistema de autobuses urbanos, que implica la coordinación entre los UAV y los horarios de los autobuses. Los UAV pueden ser recargados por los autobuses urbanos y luego suministrar energía a los nodos de los sensores. Implementamos tres estrategias de carga: ingenua, camino más corto y máxima potencia. En la estrategia ingenua, los UAV vuelan directamente a los nodos de los sensores cuando los sensores tienen falta de energía. En la estrategia de camino más corto, se calcula la distancia mínima entre el nodo del sensor y la ubicación del autobús, y los UAV vuelan por el camino más corto hasta los nodos de los sensores. En la estrategia de carga de máxima potencia, se asigna el UAV que tiene la mayor energía de la batería para trabajar. Los resultados experimentales muestran que las estrategias de carga de camino más corto y máxima potencia funcionan mejor que la carga ingenua en diferentes ajustes de parámetros. Para prolongar la vida útil del sistema de red, es favorable ajustar la frecuencia del autobús según el número de sensores cercanos alrededor de la ruta del autobús.
Descripción
Las redes de sensores inalámbricos (WSNs) se implementan en muchos aspectos de la vida diaria, como aplicaciones de Internet de las cosas, automatización industrial y agricultura inteligente. Los sensores suelen ser alimentados por baterías. Los cargadores pueden utilizarse para suministrar energía a los nodos de los sensores y así prolongar la vida útil de las WSNs. Este tipo especial de red se llama red de sensores inalámbricos recargables (WRSN). Sin embargo, debido a la limitada energía de la batería y a las diferentes ubicaciones de implementación de los sensores, mover eficientemente los cargadores desde los nodos de los sensores actuales a los siguientes nodos de los sensores es un desafío. En este estudio, proponemos un esquema de carga basado en vehículos aéreos no tripulados (UAV) en un sistema de autobuses urbanos, que implica la coordinación entre los UAV y los horarios de los autobuses. Los UAV pueden ser recargados por los autobuses urbanos y luego suministrar energía a los nodos de los sensores. Implementamos tres estrategias de carga: ingenua, camino más corto y máxima potencia. En la estrategia ingenua, los UAV vuelan directamente a los nodos de los sensores cuando los sensores tienen falta de energía. En la estrategia de camino más corto, se calcula la distancia mínima entre el nodo del sensor y la ubicación del autobús, y los UAV vuelan por el camino más corto hasta los nodos de los sensores. En la estrategia de carga de máxima potencia, se asigna el UAV que tiene la mayor energía de la batería para trabajar. Los resultados experimentales muestran que las estrategias de carga de camino más corto y máxima potencia funcionan mejor que la carga ingenua en diferentes ajustes de parámetros. Para prolongar la vida útil del sistema de red, es favorable ajustar la frecuencia del autobús según el número de sensores cercanos alrededor de la ruta del autobús.