Duty-Cycle Power Manager for Thermal-Powered Wireless Sensor Networks

Creators: Le, Trong Nhan; Pegatoquet, Alain; Sentieys, Olivier; Berder, Olivier; Belleudy, Cécile

Others:: Energy Efficient Computing ArchItectures with Embedded Reconfigurable Resources (CAIRN) ; Inria Rennes – Bretagne Atlantique ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-ARCHITECTURE (IRISA-D3) ; Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA) ; Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; 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IEEE

Description

Exploiting energy from the environment to extend the system lifetime of Wireless Sensor Network (WSN), especially thermal energy, is considered as a promising approach. When considering self-powered systems, the Power Manager (PM) plays an important role in energy harvesting WSNs. Instead of minimizing the consumed energy as in the case of battery-powered systems, it causes the harvesting node to converge to Energy Neutral Operation (ENO) in order to achieve a theoretically infinite lifetime. In this paper, a low complexity PM for a thermal-powered WSN is presented. Our PM adapts the duty cycle of the node according to the estimation of harvested energy and the consumed energy provided by a simple energy monitor for a super capacitor based WSN to achieve the ENO. Experiments are performed on a real WSN platform where harvested energy is extracted from the wasted heat of a PC adapter by two thermoelectric generators.

Abstract

International audience

Duty-Cycle Power Manager for Thermal-Powered Wireless Sensor Networks

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