Forschungsbericht 2011



EBS - Energiebudgetierende Sensornetze mit regenerativen Energiequellen

Institut: E-17
Projektleitung: Volker Turau
Stellvertretende Projektleitung: Volker Turau
Mitarbeiter/innen: Jürgen Jessen
Bernd-Christian Renner
Laufzeit: 16.09.2009 — 15.09.2012
Finanzierung:Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Das Projekt entwickelt Modelle, Verfahren und ein Experimentalsystem für energie-budgetierende Sensornetze mit regenerativen Energiequellen, die energieneutral eine theoretisch unendliche Lebensdauer haben. Dazu wird die aktuell gespeicherte und zukünftig erwartete Energie abgeschätzt und Operationen (in Knoten bzw. im Netz) nur begonnen, wenn für sie zuverlässig genügend Energie zur Verfügung steht. Dieses Projekt leistet einen wesentlichen Beitrag zum Stand der Forschung, in der zunehmend regenerative Energiequellen für Sensornetze ("Energy Harvesting") untersucht werden.

Mit seiner mehrjährigen Erfahrung im Bereich Sensornetze entwickelt das Institut für Telematik zunächst Modelle für eine für Energiebudgetierung geeignete Hardware (Energieabflüsse, -speicher, -quellen, Referenzarchitektur). Auf deren Basis werden Modelle und Algorithmen für die Energiebudgetierung in einzelnen Sensorknoten und im Netz als Ganzes entwickelt. Deren Anwendbarkeit wird mit einem Experimentalsystem (Hardware, Systembibliotheken und Beispielanwendung) gezeigt.

Das Projekt entwickelt Modelle, Verfahren und ein Experimentalsystem für energie-budgetierende Sensornetze mit regenerativen Energiequellen, die energieneutral eine theoretisch unendliche Lebensdauer haben. Dazu wird die aktuell gespeicherte und zukünftig erwartete Energie abgeschätzt und Operationen (in Knoten bzw. im Netz) nur begonnen, wenn für sie zuverlässig genügend Energie zur Verfügung steht. Dieses Projekt leistet einen wesentlichen Beitrag zum Stand der Forschung, in der zunehmend regenerative Energiequellen für Sensornetze ("Energy Harvesting") untersucht werden.

Mit seiner mehrjährigen Erfahrung im Bereich Sensornetze entwickelt das Institut für Telematik zunächst Modelle für eine für Energiebudgetierung geeignete Hardware (Energieabflüsse, -speicher, -quellen, Referenzarchitektur). Auf deren Basis werden Modelle und Algorithmen für die Energiebudgetierung in einzelnen Sensorknoten und im Netz als Ganzes entwickelt. Deren Anwendbarkeit wird mit einem Experimentalsystem (Hardware, Systembibliotheken und Beispielanwendung) gezeigt.

Stichworte

  • Energiebudgetierung
  • Energiemanagement zur Momentanoptimierun
  • Energy Harvesting
  • Sensornetze

Publikationen

  • Renner, Christian; Turau, Volker: Adaptive Energy-Harvest Profiling to Enhance Depletion-Safe Operation and Efficient Task Scheduling Sustainable Computing: Informatics and Systems, 2(1): S. 43-56, 3 2012.
  • Renner, Christian; Turau, Volker: CapLibrate: Self-Calibration of an Energy Harvesting Power Supply with Supercapacitors. In Proceedings of the GI/ITG Workshop on Energy-aware Systems and Methods, 2 2010.
  • Renner, Christian; Jessen, Jürgen; Turau, Volker: Lifetime Prediction for Supercapacitor-powered Wireless Sensor Nodes. In Proceedings of the 8th GI/ITG KuVS Fachgespräch "Drahtlose Sensornetze" (FGSN'09, August 2009.
  • Weyer Christoph; Renner, Christian; Turau, Volker, Frey Hannes: A Roadmap for Hardware and Software Support for Developing Energy-Efficient Sensor Networks. In Proceedings of the 8th GI/ITG KuVS Fachgespräch "Drahtlose Sensornetze" (FGSN'09), August 2009.
  • Renner, Christian; Meier, Florian; Turau, Volker: Holistic Online Energy Assessment: Feasibility and Practical Application. In Proceedings of the 9th IEEE International Conference on Networked Sensing Systems (INSS'12), 6 2012.
  • Renner, Christian; Turau, Volker; Römer, Kay: Online Energy Assessment with Supercapacitors and Energy Harvesters Sustainable Computing, Informatics and Systems, 4(1): S. 10-23, 3 2014.
  • Renner, Christian; Meier, Florian; Turau, Volker: Policies for Predictive Energy Management with Supercapacitors. In Proceedings of the 8th IEEE International Workshop on Sensor Networks and Systems for Pervasive Computing (PerSeNS'12), 3 2012.
  • Renner, Christian; Meier, Florian; Turau, Volker: Poster Abstract: Energy Assessment in Praxis. In Adjunct Proceedings of the 9th European Conference on Wireless Sensor Networks (EWSN'12), 2 2012.
  • Renner, Christian; Unterschütz, Stefan; Turau, Volker: Power Management for Wireless Sensor Networks Based on Energy Budgets. Report urn:nbn:de:gbv:830-tubdok-11065, Telematik, Technische Universität Hamburg-Harburg, Hamburg, Germany, 7 2011.
  • Renner, Christian; Turau, Volker: State-of-Charge Assessment for Supercap-Powered Sensor Nodes: Keep it Simple Stupid!. In Proceedings of the International Workshop on Algorithms and Concepts for Networked Sensing Systems Powered by Energy Harvesters (EnHaNSS'12), 6 2012.
  • Weyer Christoph; Renner, Christian; Turau, Volker, Frey Hannes: A Roadmap for Hardware and Software Support for Developing Energy-Efficient Sensor Networks. In Proceedings of the 8th GI/ITG KuVS Fachgespräch "Drahtlose Sensornetze" (FGSN'09), August 2009.