IoBaLeT: duurzaam internet van batterijloze dingen

1) Samenvatting van wetenschappelijke doelen IoBaLeT wil de prestaties (d.w.z. doorvoer, schaalbaarheid en bereik) van batterijloze IoT verbeteren netwerken vergelijkbaar met zijn batterij-aangedreven tegenhangers, door actief in plaats van passief in te schakelen communicatie en informatica. Een end-to-end netwerkoplossing voor batterijloze IoT zal zijn ontwikkeld om dit doel te bereiken door samenwerking tussen apparaten en energiebewustzijn over meerdere lagen.

Het verbruikt maximaal 5% van het beschikbare geheugen, CPU en energiebronnen. IoBaLeT streeft 4 wetenschappelijke doelstellingen na:

[S1] Nauwkeurige energievoorspellingsmodellen om het energiebudget op korte termijn van een apparaat te schatten, omvat het samenspel tussen energieopslag (bijv. (super) condensatoren of hybride condensatoren), oogsten (bijv. voltaic, piëzo, elektromagnetisch) en consumptie (bijv. computers, radio, randapparatuur) processen. We mikken op een gemiddeld energieverbruik en oogstvoorspelling nauwkeurigheid van 90% gebaseerd op gedetailleerde vooraf gegenereerde hardware-benchmarks, en 80% voor benchmarking-vrije voorspellingen over een periode van maximaal 10 minuten.

[S2] Hardware-ontwerp (d.w.z. antennes, gelijkrichters) en transmissietechnieken met meerdere antennes voor zeer efficiënte coöperatieve SWIPT, die 1mW DC-vermogen kan verzenden in een enkele hop in een 5x5x3m ruimte in zowel zichtlijn (LoS) als niet-LoS-omstandigheden. Ontvanger rectenna efficiëntie> 40% in de ingangsvermogen van -10 tot 10 dBm. Doorvoer downlink in lijn met IoT-technologieën (Bluetooth, Zigbee) met een vermogensverlies-efficiëntieverlies <5%. Dit wordt uitgebreid naar hybride oogsten oplossing, die SWIPT combineert met zonne- en trillingsenergie om een ​​geoogst vermogen van 10 mW te bereiken.

[S3] Schaalbare kanaaltoegangs- en routeringsprotocollen voor multi-hop SWIPT-compatibele IoT zonder batterijen netwerken, die het onvoorspelbare intermitterende gedrag van batterijloos aankunnen apparaten. Deze protocollen moeten minimaal 1000 apparaten ondersteunen die via 1 op een toegangspunt zijn aangesloten of meer hops en zou in staat moeten zijn om een ​​end-to-end latentie van 30 seconden te bereiken bij een pakket leveringsratio van 99,9%, uitgaande van 3 routing hop en 1mW energie-oogstefficiëntie.

[S4] Energiezuinige taakplanner voor intermitterende apparaten die intelligent beslist welke applicatie- en netwerktaken die op dat moment moeten worden uitgevoerd, rekening houdend met taakdeadlines, gegevensversheid, verwacht energieverbruik van onderling verbonden taken en beschikbaar en verwacht geoogst energie. Het doelpercentage voor het mislukken van de uitvoering is gericht op ten hoogste 5%. Een verlaging tot 2% wordt verwacht bij het gezamenlijk plannen van taken op batterijloze en cloud edge-apparaten.