بهبود طول عمر در سیستم‌های بی‌درنگ سخت مجهز به برداشتگر انرژی محیطی و مخزن مرکب انرژی با استفاده از زمانبندی وظایف

این مقاله به بررسی تاثیر زمانبندی وظایف بر روی طول عمر یک سیستم بی‌درنگ سخت که از مخزن انرژی مرکب متشکل از باتری و ابرخازن و برداشتگر انرژی خورشیدی برای تامین انرژی خود استفاده می‌کند، می‌پردازد. منظور از طول عمر سیستم در این مستند لحظه شروع به کار سیستم تا لحظه مختل شدن وظایف آن به دلیل نبود انرژی است. با توجه به خواص غیرخطی باتری و ابرخازن که موجب می‌شود شارژ داخلی آن‌ها در دو بخش در دسترس (IAC) و غیرقابل دسترس (IUC) تقسیم شود، طول عمر چنین سیستمی کاملا به الگوی شارژ و دشارژ مخزن انرژی وابسته است زیرا این الگو نهایتا منجر به میزان شارژ ذخیره شده در بخش IUC و میزان شارژ استخراج شده از این بخش می‌شود. بنابراین با مدیریت الگوی شارژ/دشارژ مخازن انرژی می‌توان روی طول عمر سیستم و افزایش آن تاثیرگذار بود. از آنجایی که الگوی رسیدن انرژی از محیط خارج از کنترل سیستم است، ایده اصلی این مقاله تاثیرگذاری بر روی الگوی شارژ/دشارژ مخزن از طریق تنظیم الگوی مصرف انرژی است تا در نهایت طول عمر سیستم بهبود یابد. در این راستا، ابتدا دو الگوریتم زمانبندی MCF و MGF که به ترتیب سعی در اجرای پرمصرف‌ترین و کم مصرف‌ترین کار حاضر در سیستم هستند ارایه می‌شوند. سپس الگوریتم MCG که در هر برهه از زمان با توجه به شرایط در مورد استفاده از یکی از الگوریتم‌های مذکور تصمیم می‌گیرد، ارایه شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که این الگوریتم بین 5% تا 16% طول عمر سیستم را افزایش می‌دهد. با توجه به اینکه در سالهای اخیر موضوع استفاده از ابرخازن در کنار باتری و سلولهای خورشیدی در سامانه های فضایی مطرح شده است، لذا نتایج این تحقیق می تواند برای استفاده در ماهواره ها نیز کاربرد داشته باشد.