UAV 기반 무선 전력 전송(WPT)과 핫스팟 완화를 위한 데이터 수집 제어

UAV-enabled Wireless Power Transfer for Energy-Harvesting WSN Data Collection with Hotspot Mitigation

연구 내용

UAV의 무선 전력 전송과 클러스터링을 결합해 에너지 수확형 무선 센서 네트워크의 데이터 수집률을 제어하고 핫스팟 노드의 소진을 완화하는 연구

에너지 수확형 무선 센서 네트워크는 제한된 배터리 용량과 에너지 불균형으로 인해 핫스팟 영역의 노드가 먼저 소진되는 문제가 발생합니다. 본 연구는 UAV가 정해진 경로를 이동하며 WPT를 통해 센서 노드에 에너지를 공급하는 구조에서, 클러스터 헤드 수와 데이터 수집량을 전송 가능한 에너지와 홉 거리 분포에 맞춰 조절합니다. 또한 부모 노드 및 핫스팟 노드의 전송 부하를 고려해 중간 노드의 릴레이 부담을 줄이고, 싱크가 잔여 에너지를 반영해 클러스터 헤드에 축적된 데이터를 수집하도록 운영합니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

초기에는 WPT를 받는 에너지 수확형 환경에서 UAV가 데이터를 수집하는 구성을 전제로, 홉 거리별 노드 수와 전송 가능 에너지에 기반해 클러스터 헤드 수를 결정하고 핫스팟에서 발생하는 에너지 고갈을 완화하는 방향으로 연구를 수행했습니다. 이후에는 UAV의 에너지와 센서 노드 에너지를 함께 고려해 최소 깊이 트리 형태의 구조를 다수 생성하고, 부모·자식 노드의 데이터 감지량을 적응적으로 제어하여 핫스팟 에너지 고갈을 줄이면서 네트워크 연결성과 싱크 수집량의 균형을 맞추는 연구로 확장했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

광역 환경 모니터링 데이터 수집
산업 설비 상태 감시
재난 현장 임시 센싱
UAV 기반 무선 충전 운영
핫스팟 에너지 밸런싱 스케줄링
모바일 싱크 순회 경로 최적화
태양 에너지 장기 운용
데이터 수집률 제어 기법
네트워크 연결성 유지 전략
에너지 기반 유지보수 비용 절감