Математичне моделювання енергоспоживання багатострибкових безпровідних сенсорних мереж при обробці даних з частотних перетворювачів

Abstract

У роботі досліджується енергетична ефективність передачі даних у багатострибкових (multi-hop) безпровідних сенсорних мережах, побудованих на базі частотних перетворювачів фізичних величин. На основі радіомоделі першого порядку проведено математичний аналіз двох стратегій: централізованої обробки (передача масиву "сирих" часових міток) та периферійних обчислень (передача розрахованих фізичних значень). Доведено, що попереднє агрегування та розрахунок частоти безпосередньо на мікроконтролері вузла є критичною вимогою для мінімізації корисного навантаження (payload) та забезпечення життєздатності багатострибкових топологій.

The study investigates the energy efficiency of data transmission in multi-hop wireless sensor networks based on frequency converters of physical quantities. Based on a first-order radio model, a mathematical analysis of two strategies was performed: centralized processing (transmission of an array of “raw” time stamps) and peripheral computing (transmission of calculated physical values). It has been proven that preliminary aggregation and frequency calculation directly on the node microcontroller is a critical requirement for minimizing payload and ensuring the viability of multi-hop topologies.