IoT Ağlarında Enerji Verimliliği
ESP-NOW protokolü üzerinde, hassas tarım senaryolarına yönelik enerji verimli mesh topolojileri üzerine bireysel akademik araştırma.
// Araştırma Sorusu
Popüler IoT mesh çözümlerinde, ağdaki tüm düğümlerin verisi merkeze ulaşmaya çalışırken belirli düğümler üzerinde trafik yoğunluğu oluşuyor; bu da hem dengesiz enerji tüketimine hem de energy-hole problemine yol açıyor.
// Senaryo
Hassas tarım uygulamasında düğümler tipik olarak 70–80 m aralıklarla geniş bir alana yayılır (ESP-NOW'un menzili ~100 m). Ölçeklenebilirlik önemlidir: araştırılan yaklaşım, her düğümün verisinin doğrudan merkeze iletilmek zorunda kalmaması sayesinde düğüm sayısı artırılabilir yapıdadır.
Hedef: pille çalışan düğümlerin ömrünü uzatmak, ileri aşamada solar beslemeyle bakım gerektirmeden çalışmalarını mümkün kılmak.
// Yaklaşım
Enerji tasarrufu üç farklı katmanda ele alınıyor:
- Topoloji katmanı: Energy-hole problemine yönelik veri toplama düzenlemeleri ile dengesiz enerji tüketimi azaltılır. Literatürdeki benzer yaklaşımlar bu yönde yaklaşık %15 seviyesinde tasarruf raporlamaktadır.
- Güç durumu yönetimi: Düğümlerin görev dışı zamanlarda deep-sleep moduna alınması ile pasif enerji tüketimi minimuma iner.
- Etkin keşif (discovery) yönetimi: Düğümlerin sürekli komşu arama yapmasını engelleyen yapı, idle durumdaki radyo aktivitesini önemli ölçüde azaltır.
// Prototip
Doğrulama için 3 düğümlü bir ESP32 prototipi tasarlandı ve enerji tüketim ölçümleri gerçekleştirildi. Elde edilen bulgular akademik bir makale olarak yazılıp tamamlandı.