无源节点能量管理关键技术

作者：张翀; 侯孟书^*; 鲁力

来源：计算机应用研究, 2023, 40(01): 209-222.

DOI：10.19734/j.issn.1001-3695.2022.06.0300

• 物联网
• 无源节点
• 能量管理

能量管理是确保无源节点在不稳定供能环境下稳健运行的必要条件，但也带来了额外的计算负担，致使能量效率下降。为解决这一问题，研究了无源节点的能量理论，并针对性地提出无须本地计算辅助的“边端一体化”能量管理方案。首先，将高开销的细粒度能量规划从节点(端)解耦至网关(边),以降低节点上能量管理的复杂度。同时，创新性地提出了无采样感知和免计算决策电路的设计，解决了节点上无计算单元辅助下能量探测和决策执行所面临的两大关键技术挑战。至此，节点无须额外分配计算资源用于能量管理，从而在原理上避免了传统方式因将能量管理作为“附加任务”执行所导致的高开销问题。此外，在网关侧建立了远程开销预算模型，为多样化任务的供能需求实现了远程动态匹配。最后，实现了设计原型，并通过原型测试验证了设计的可行性。结果表明，与四种参考方式对比，该设计可降低92%的能量管理开销，并能对多变的供能环境作出灵活响应。

• 单位
  电子科技大学