کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4954443 1443320 2017 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Towards packet-less ultrasonic sensor networks for energy-harvesting structures
ترجمه فارسی عنوان
به سمت شبکه های سنسور اولتراسونیک بدون نیاز به بسته بندی برای سازه های برداشت انرژی
کلمات کلیدی
شبکه های سنسور التراسونیک، ردیابی پالس انرژی آگاه، از طریق بستر شبکه نظارت بر سلامت سازمانی، جمع آوری انرژی لرزش،
ترجمه چکیده
این مقاله معماری سوئیچینگ پالس انرژی را برای یک شبکه سنسور اولتراسونیک از طریق زیرساخت ارائه می دهد و ارزیابی می کند. شبکه از انرژی ارتعاشی برداشت شده در یک ساختار تثبیت کننده هواپیما استفاده می شود که سلامت آن با استفاده از شبکه از طریق بستر کنترل می شود. پروتکل های مبتنی بر سوئیچ پالس به جای بسته های چند بیتی برای تحویل اطلاعات با بهره وری انرژی فوق العاده بالا از پالس های تک استفاده می کنند. تعویض پالس با استفاده از سونوگرافی مخصوصا برای گزارش رویداد از طریق بسترهای فلزی / کامپوزیتی مورد استفاده در ساختارهایی نظیر پل ها، بالهای هواپیما و غیره مناسب می باشد. این می تواند نیاز به رادیو و یا لینک های سیمی خارج از بستر را از بین ببرد. این مقاله یک مدل شبیه سازی در مقیاس بزرگ ارائه می دهد که در آن مدل سازی ارتعاش ساختاری با استفاده از روش های عناصر محدود، مدل سازی انرژی برداشت از چنین ارتعاشات و مدل های شبکه های پالس انرژی شناخته شده برای ارزیابی عملکرد سطح معماری به پایان می رسد. نتایج شبیه سازی برای نشان دادن حساسیت عملکرد شبکه به پارامترهای کلیدی سیستم، یعنی شدت ارتعاش ساختاری، کارایی مصرف انرژی پیزوالکتریک و ظرفیت ذخیره انرژی در گره های سنسور سوئیچ پالس مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر تاخیر در گزارش رویداد، تاثیرات از دست دادن پالس با استفاده از شبیه ساز یکپارچه کاملا مشخص شده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر شبکه های کامپیوتری و ارتباطات
پیش نمایش مقاله
به سمت شبکه های سنسور اولتراسونیک بدون نیاز به بسته بندی برای سازه های برداشت انرژی
چکیده انگلیسی
This paper proposes and evaluates an energy-aware pulse switching architecture for a through-substrate ultrasonic sensor network. The network is run from vibration energy harvested on an airplane stabilizer structure, whose health is monitored using the through-substrate network. Pulse- switching-based protocols use single pulses instead of multi-bit packets for information delivery with ultra-high energy-efficiency. Pulse switching using ultrasound is particularly well suited for event reporting through metal / composite substrates used in structures such as bridges, aircraft wings, etc. This can eliminate the need for out-of-substrate radio or wired links. This paper presents a large-scale simulation model in which structural vibration modeling using finite element methods, energy harvesting modeling from such vibrations, and energy-aware pulse networking models are integrated for end-to-end architecture level performance evaluation. Simulation results are used for demonstrating the sensitivity of network performance to key system parameters, namely, structural vibration intensity, energy harvesting efficiency of the used piezoelectric material, and the energy storage capacity at the pulse switching sensor nodes. In addition to event reporting delay, the impacts of pulse loss have been thoroughly characterized using the integrated simulator.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computer Communications - Volume 101, 15 March 2017, Pages 94-105
نویسندگان
, , , , , ,