This work comprises an approximation of the energy consumption of the transceiver circuit in a single board computer. Single board computers, such as the Raspberry Pi 4 Model B that is used here, are usually cheap and therefore more accessible. This method of estimation does not use any other hardware which gives it an advantage compared to many other methods that use expensive measurement equipment, but it unfortunately comes with certain trade-offs, like accuracy, to name one example. One area where this approximation method could be applied is for optimizing the energy efficiency of wireless sensor networks. The method can be divided into two main parts, firstly the transceiver’s active transmission and reception states are profiled and then a power model is chosen and adapted to suit the transceiver as well as possible. These two steps are then combined and results in an energy consumption approximation. The evaluation of the results showed that the estimations are reasonable according to the most relevant findings on measuring a similar transceiver circuit, but there are also limitations that brings uncertainty to the results. More relevant studies are needed to properly assess the method of estimation and some further improvements are suggested. / Olika typer av elektroniska enheter utgör idag en stor del av många människors vardag och samhället i stort. Mobiltelefoner, laptops och olika sensorer är bara några exempel på dessa enheter som fyller viktiga funktioner i både vardag och arbete. En stor del av dem använder ett protokoll som heter IEEE 802.11ac för att kommunicera och de bör gärna göra det så energi-effektivt som möjligt. Det här arbetet undersöker energikonsumtionen hos en transceiverkrets som använder det nämnda protokollet för att skicka och ta emot datapaket. Målet med arbetet är uppskatta energikonsumtionen så väl som möjligt, med hjälp av billig och lättillgänglig hårdvara. Av den anledningen används en enkortsdator för att göra uppskattningen, mer specifikt en Raspberry Pi 4 Model B (RPi). Eftersom energiåtgången för transceiverkretsen inte kan mätas direkt från strömmen som dras av datorn, måste mjukvara skrivas för att göra uppskattningen. På det sättet undviker man behovet av dyr mätutrustning, men man måste göra avkall på till exempel noggrannhet i utbyte. Ett område där metoden eventuellt kan appliceras är för att göra trådlösa sensornätverk mer energi-effektiva. Metoden som användes för energiuppskattningen kan delas upp i två huvuddelar, förutom litteraturstudien som gjordes för att få en djupare förståelse för ämnet. Först profilerades transceiverkretsens aktiva tillstånd för transmission (TX) och mottagning (RX), som ligger i fokus för det här arbetet. Till detta användes mjukvaran perf som är ett prestandaanalyseringsverktyg som finns tillgängligt för Linuxsystem. Med hjälp av perf fick man fram längden av varje TX och RX operation i millisekunder. Sedan valdes en passande kraftmodell som anpassades för att efterlikna egenskaperna i RPi datorns transceiver så noga som möjligt. Modellen gav två olika formler för att beräkna kraftåtgången för TX respektive RX, vilket sedan multiplicerades med tidsåtgången för varje operation för att få fram energikonsumtionen. Metoden testades genom att skicka och ta emot datapaket med en storlek på 256 byte, mäta tidsåtgången, och sist räkna ut hur mycket energi som gick åt för varje enskilt paket. Resultaten presenterades med olika grafer samt en rimlighetsanalys. Slutsatsen var att resultaten verkar rimliga utgående från de mest relevanta fynden som gjordes inom ramen för litteraturstudien, men även att fler relevanta studier och mätningar behövs för att kunna göra en bättre bedömning av metodens tillförlitlighet. Slutligen framfördes förslag på eventuella förbättringar av arbetet samt områden för vidareutveckling.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-303732 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Mattsson, Frida |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2021:568 |
Page generated in 0.0026 seconds