Design of Energy Prediction Model for Solar-Powered Wireless Sensor Nodes

태양 에너지 기반 무선 센서 노드를 위한 에너지 예측 모델의 설계

Distributed sensor nodes for environmental monitoring, have a problem of difficult and expensive battery change. In this case, renewable energy such as solar energy is helpful. We can use high-quality solar energy everyday. In this paper, we model photovoltaic energy prediction model for sensor nodes, which includes charge and discharge characteristics as well as seasonal and monthly characteristics of the solar energy. Our model is useful to predict energy consumption of solar-powered sensor nodes realistically using real world use data of the nodes.

무선 센서 네트워크를 이용한 응용들 중 특히 환경 모니터링을 위해 대량으로 배치된 센서 노드들은 배터리 교체가 어렵고 교체시에 비용이 많이 드는 단점이 있다. 이를 보완하기 위해서는 무선 센서 네트워크 주위에 존재하는 신재생 에너지를 이용할 필요가 있다. 신재생 에너지들 중 태양 에너지는 매일 사용할 수 있고 에너지의 밀도가 다른 에너지원들 보다 높아 많이 이용되고 있다. 이에 본 논문은 태양 에너지를 충전하여 지속적으로 동작할 수 있는 무선 센서 노드의 에너지 충전 및 방전 특성을 모델링하여 무선 센서 노드의 에너지 활용 형태를 예측할 수 있는 이론적 모델을 제안한다. 개선된 모델에 의해 예측된 결과와 실제 무선 센서 노드의 에너지 활용 패턴을 비교 분석함으로써 실제와 유사하게 모델링할 수 있다.