Redes de petri híbridas diferenciais: aplicação na modelagem e no gerenciamento dinâmico de energia de redes de sensores sem fio

Abstract

Neste trabalho é apresentado um formalismo denominado Redes de Petri Híbridas Diferenciais para modelar e simular sistemas híbridos. Ele baseia-se nos principais elementos da semântica do autômato híbrido e no poder de modelagem das redes de Petri. Considerando que Redes de Sensores Sem Fio são sistemas híbridos, este formalismo é aplicado na modelagem de uma técnica de Gerenciamento Dinâmico de energia que baseia-se na Capacidade da bateria (GDC). Portanto, ao levar em conta as interações entre as dinâmicas destas redes obtém-se resultados mais realistas no estudo do consumo de energia. A técnica GDC proposta, em função da capacidade da bateria, define a freqüência de desligamento do nó sensor para permitir a recuperação da capacidade da bateria. Além disto, ela minimiza o tempo de desligamento do nó sensor, ao mesmo tempo que distribui esse tempo ao longo dos ciclos de trabalho do mesmo. Os resultados obtidos mostram que a técnica GDC proposta prolonga o tempo de vida do nó sensor.<br>In this work a formalism named Differential Hybrid Petri Nets to model and simulate hybrid systems is presented. It is based on the main elements of the semantics of the hybrid automaton and the modeling power of Petri nets. Considering that Wireless Sensor Networks are hybrid systems, this formalism is applied to model a Dynamic Power Management technique based on battery Capacity (GDC). Therefore, when taken into account the interactions among the dynamics of these nets, more realistic results are obtained in the study of energy consumption. The proposed GDC technique, in function of the capacity of the battery, defines the turn off frequency of the sensor node to allow the recovery of battery capacity. Besides, the proposed GDC technique minimizes the turn off time of the sensor node, at same time that distributes this time along the cycles of work of the sensor node. The obtained results demonstrate that the proposed GDC technique prolongs the lifetime of the sensor node