Дослідження методів підвищення енергоефективності в мережах Інтернету речей (IоT)

DOI: 10.31673/2412-9070.2022.012630

Анотація

Останнє десятиліття стало свідком зростання кількості пристроїв із підтриманням інтернету. Інтернет речей (IoT) набуває дедалі більшого поширення в повсякденному житті, об’єднуючи невпинно зростаючу різноманітність фізичних об'єктів. Ключове бачення IoT полягає в тому, щоб забезпечити взаємодію величезної кількості розумних пристроїв разом, в інтегрованій та взаємопов’язаній гетерогенній мережі. Тому в межах статті зроблено короткий екскурс з історії та еволюції мережі «Інтернет». Також висвітлено технології, на яких базується IoT, та встановлено факт, що безпроводова сенсорна мережа (WSN) є одним із важливих елементів IoT, описано взаємозв’язок між WSN та Інтернетом речей. Загалом статтю присвячено дослідженню розроблення методів енергоефективності для WSN. Після виявлення джерел втрат енергії було розглянуто дослідження, в яких перевіряються найбільш актуальні методи мінімізації споживання енергії IoT і WSN. Також подано підсумок та рекомендації щодо широкого діапазону енергоефективних методів, які допоможуть у майбутніх дослідженнях.

Ключові слова: Інтернет речей (IoT); комунікації; споживання енергії; безпроводові сенсорні мережі (WSN); оптимізація енергії; гетерогенна мережа; шлюз; сенсор; кластеризація.

Список використаної літератури
1. IoT Reliability: A Review Leading to 5 Key Research Directions / S. J. Moore, C. Nugent, S. Zhang, I. Cleland // CCF Trans. Pervasive Comput. Interact. 2020. №2. Р. 147–163.
2. Davis G. 2020 Life With 50 Billion Connected Devices // In Proceedings of the 2018 IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE). Las Vegas, NV, USA, 12–15 January 2018.
3. Q.T.H. An Efficient Load Balancing Scheme of Energy Gauge / M. Adil, R. Khan, M. A. Almaiah [et al.] // Nodes to Maximize the Lifespan of Constraint Oriented Networks. 2020. №8. H. 148510–148527.
4. A Survey of Communication Protocols for Internet of Things and Related Challenges of Fog and Cloud Computing Integration / J. Dizdareviundefined, F. Carpio, A. Jukan, X. Masip-Bruin // ACM Comput. Surv. 2019. №51. P. 1–29.
5. MAC-AODV Based Mutual Authentication Scheme / M. Adil, R. Khan, M. A. Almaiah [et al.] // Constraint Oriented Networks. 2020. №8. P. 44459–44469.
6. Brohi A. M., Malkani Y. A., Chandio M. S. Data provenance in Wireless Sensor Networks (WSNs) // A review. In Proceedings of the 2018 International Conference on Computing, Mathematics and Engineering Technologies (iCoMET). Sukkur, Pakistan, 3–4 March 2018. P. 1–5.
7. Clustering Analysis in Wireless Sensor Networks / A. Zeb, A. K. M. M. Islam, M. Zareei [et al.] // The Ambit of Performance Metrics and Schemes Taxonomy. Int. J. Distrib. Sens. Netw. 2016. №12. P. 4979142.
8. Improving Energy Efficiency With Content-Based Adaptive and Dynamic Scheduling in WSN. / M. N. Khan, H. U. Rahman, M. A. Almaiah [et al.] // Constraint Oriented Networks. 2020. №8. P. 176495–176520.
9. Minet P. Energy Efficient Routing // Bentham Science: Sharjah, United Arab Emirates. 2009. P. 49–60.
10. Heinzelman W. B., Chandrakasan A. P., Balakrishnan H. An Application-Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks // IEEE Trans. Wirel. Commun. 2002. №1. P. 660–670.
11. Lindsey S., Raghavendra C., Sivalingam K. M. Data gathering algorithms in sensor networks using energy metrics // IEEE Trans. Parallel Distrib. Syst. 2002. №13. P. 924–935.
12. Recursive Shortest Path Routing Algorithm with Application for Wireless Sensor Network Localization / J. Cota-Ruiz, P. Rivas-Perea, E. Sifuentes, R. A. Gonzalez-Landaeta // IEEE Sens. J. 2016. №16. P. 4631–4637.
13. On Optimal Scheduling in Duty-Cycled Industrial IoT Applications Using / M. R. Palattella, N. Accettura, L. A. Grieco [et al.] // IEEE802.15.4e TSCH. IEEE Sens. J. 2013. №13. P. 3655–3666.
14. Rachmad A. A., Daoguo Y. Online Monitoring & Controlling Industrial Arm Robot Using MQTT Protocol // In Proceedings of the 2018 IEEE International Conference on Robotics, Biomimetics, and Intelligent Computational Systems (Robionetics). Bandung, Indonesia, 8–10 August 2018. P. 12–16.