Models for energy consumption in wireless sensor networks

The recent progress in the field of electronic and wireless telecommunication, has lead to the design and implementation of sensors with low energy con- sumption, small size, pertinent price and flexibility for diverse applications. These sensors have the capability of different operations, such as receiving different environmental measures, according to the sensor type, processing and communicating. Consequently the networks of sensors and, in particu- lar, the wireless sensor networks (WSN), have vast and mature applications. These networks can take advantage from the interaction, organization and self management of large numbers of small nodes. So a WSN is a network formed by a large number of sensor nodes where each node is equipped with a sensor to detect physical phenomenon, such as light, heat, pressure, etc. WSNs are regarded as a revolutionary information gathering method and their vast uses of WSNs include military supervision of environmental condition, structural health monitoring, environment monitoring and many others. Compared with the wired solutions, WSNs offer easier deployment and bet- ter flexibility of devices. With the rapid technological development of sen- sors, WSNs will become the key technology for IoT. Considering that the energy budget is really the key limiting factor for the application of WSNs, this thesis deals with the study of some techniques for saving energy, intro- duced and discussed also by means of a model for the power consumption of wireless sensors.

I recenti progressi nel campo delle telecomunicazioni radio hanno incremen- tato la capacità di progettazione e costruzione di sensori a basso consumo energetico, di piccola dimensione, prezzo adeguato e diverse applicazioni. Questi sensori hanno varie capacità, ad esempio una capacità computazio- nale, raccolta dati, comunicazione. Le reti di sensori e, in particolare, le reti radio di sensori, hanno pertanto vasta applicazione. Queste reti (WSN) si avvantaggiano dall’interazione, organizzazione e gestione automatica di un largo numero di piccoli nodi. Pertanto una WSN è una rete formata da un largo numero di nodi equipaggiati con sensori in grado di rilevare un parti- colare fenomeno fisico come la luce o la pressione. Le WSN sono considerate un grande passo tecnologico in avanti e troveranno applicazione sempre di più in tanti settori, inclusi il monitoraggio militare, strutturale, ambientale e tanti altri. Rispetto alle reti cablate di sensori, le WSN offrono installazione più sem- plice e maggiore flessibilità e diventeranno una tecnologia chiave per IoT. Considerando che il bilancio energetico è il limite maggiore delle WSN, que- sta tesi si propone di studiare alcune tecniche per risparmiare energia e tali tecniche verranno discusse anche con l’impiego di un modello di consumo per i sensori radio.