Die Macht der Modelle: Modellierung des Stromverbrauchs für IoT-Geräte

Abstrakt

Technologien mit niedrigem Energieverbrauch im Zeitalter des Internets der Dinge (IoT) können noch immer nicht die von der Industrie benötigte Zuverlässigkeit bieten, insbesondere im Hinblick auf den drahtlosen Betrieb, der für flächendeckende Einsätze erforderlich ist. Während die industrielle drahtlose Leistung bei der Kommunikation einen akzeptablen Grad erreicht hat, ist es keine leichte Aufgabe, eine effiziente Energiedimensionierung des Geräts zu bestimmen, um die Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Dies gilt insbesondere angesichts der Unsicherheiten, die mit der Energiegewinnung verbunden sind. Daher ist es von größter Bedeutung, den Energieverbrauch von IoT-Anwendungen in der Vorentwicklungs- oder Vorproduktionsphase zu modellieren und zu dimensionieren, insbesondere wenn kritische Faktoren wie reduzierte Kosten, Lebenszeit und verfügbare Energie berücksichtigt werden. In diesem Beitrag wird ein umfassendes Modell für den Stromverbrauch von drahtlosen Sensorknoten vorgestellt. Das Modell nimmt eine Perspektive auf Systemebene ein, um alle Energieaufwendungen zu berücksichtigen: Kommunikation, Erfassung und Verarbeitung. Außerdem basiert es nur auf Parametern, die empirisch quantifiziert werden können, sobald die Plattform (d. h. die Technologie) und die Anwendung (d. h. die Betriebsbedingungen) definiert sind. Daraus ergibt sich ein neuer Rahmen für die Untersuchung und Analyse der Energie-Lebenszyklen in Anwendungen, der geeignet ist, die spezifische Gewichtung der Anwendungsparameter im Voraus zu bestimmen und die Toleranzspannen und Kompromisse im System zu verstehen.