マルチホップネットワークにおけるクラスターヘッドをクライアントモードにすることによる消費電力削減

河川や山間部の屋外の環境監視では，地理的要因でセンサーノードに安定した電源供給設備を用意できるとは限らないため，バッテリーを搭載したセンサーノードでマルチホップネットワークを構築して監視を行う．農地の環境監視では，センサーノードが農作物の画像データを収集し，病害虫の発生予測を可能にする．センサーノードは容量の限られたバッテリーを搭載しているため，消費されるエネルギーを削減する必要がある．AP モードを起動する中継ノードの消費電力は他のノードと比較して大きくなり，動作可能時間は短くなる．課題は，中継ノードが電池切れにより停止すると，中継を必要とするノードが孤立することである．本稿では，クラスターメンバーとクラスターヘッドの消費電力量差を縮めることを目的とする．提案では，クラスターメンバーがクラスターヘッドの代わりにAP モードを起動することで，クラスターヘッドの消費電力を削減する．実験では，既存手法と提案手法の両方で，クラスターメンバーからクラスターヘッドに画像データを送信して，クラスターヘッドとクラスターメンバーの消費電力量を測定した．送信画像データサイズは98[kB]，送信間隔は1[min] である．それぞれのノードは送信終了後にsleep 状態に移行する．実験の結果，1 秒毎の平均消費電力増加量では，クラスターヘッドは0.44[W/s] から0.37[W/s] まで約16%減少した．ただし，クラスターメンバーは0.23[W/s] から0.25[W/s] まで約8%増加した．提案手法ではクラスターヘッドとクラスターメンバーの1 秒あたりの平均消費電力量の差は既存手法に比べて約47%小さくなった． ...