Design and Analysis of an Innovative Energy Harvesting Solution for IoT Sensor Node Deployment

Abstract

Споживання енергії є проблемою для сенсорних мереж навіть з різними способами збереження енергії. Оскільки їхні запаси енергії вичерпуються менш ніж за рік, бездротові датчики, які працюють від батарей, зрештою потребуватимуть заміни. Подовження терміну служби батареї стало можливим завдяки технологічним досягненням, таким як літій-тіонілхлорид, однак утилізація батарей негативно впливає на навколишнє середовище. Для бездротових сенсорних мереж збір енергії, особливо сонячної, стає бажаною заміною в таких країнах, як Фінляндія, Мексика, Китай і Сполучені Штати. Акумуляторні батареї та схеми харвестерів з низьким енергоспоживанням у поєднанні з невеликими сонячними панелями пропонують стійкий, самопідтримуваний варіант для довгострокової життєздатності мережі. Демонструючи останні досягнення в технології відновлюваних джерел енергії, дослідники та підприємства зараз розробляють пристрої збору енергії, спеціально розроблені для традиційних сенсорних мереж, що працюють від батарейок. Основною метою запропонованої роботи є розробка дослідницької стратегії для оцінки як існуючих, так і потенційних технологій збору енергії. Щоб збільшити термін служби бездротової сенсорної мережі, основні цілі полягають у створенні ефективного процесу збору енергії та оптимізації графіків завдань сенсорних вузлів.

Energy consumption is a problem for sensor networks even with different ways to conserve energy. Since their energy reserves run out in less than a year, wireless sensors that rely on batteries will eventually need to be replaced. Longer battery lifespan are made possible by technological advancements like lithium thionyl chloride, however disposing of batteries has an adverse effect on the environment. For wireless sensor networks, energy harvesting especially solar energy becomes a desirable substitute in nations like Finland, Mexico, China, and the United States. Rechargeable batteries and low-energy harvester circuits combined with small solar panels offer a sustainable, self-sustaining option for long-term network viability. Showcasing recent advancements in renewable energy technology, researchers and businesses are currently developing energy harvesting devices specifically designed for traditional battery-operated sensor networks. The focus of the proposed work is to develop a research strategy for assessing both present as well as potential energy harvesting technologies. In order to increase the lifespan of the Wireless Sensor Network, the main goals are to build an effective energy harvesting process and optimize sensor node task schedules.