• 제목/요약/키워드: Harvesting problem

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Studies on the Development of a Tea Harvesting Machine

  • Okada, Yoshiichi;Gejima, Yshiinori
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 1996년도 International Conference on Agricultural Machinery Engineering Proceedings
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    • pp.478-487
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    • 1996
  • A " plucking rolls device" was developed in this study to improve the quality of harvested tea leaves. In this report, the outline of the system and the results of performance experiments in our laboratory are discussed. Tow kinds of performance experiments were carried out. The first experiment checked harvesting accuracy by using a plucking unit that was developed for harvesting machine installation. The second experiment was a harvesting experiment which utilized a fron bar in order to prevent cutting of the tea buds which had been a problem in precious experiments . As a results of the first experiments , it was confirmed that selective harvesting obtained high quality tea leaves. but a cutting problem that, when the harvesting seed was faster than the working speed, which was non-selective harvesting , was also seen. In the second experiment, the cutting rate decreased to a maximum of 50% level, when tea buds most bent ahead by the front bar. The effect was seen that cutt ng problem was alleviated from this.

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A BIOECONOMIC MODEL OF A RATIO-DEPENDENT PREDATOR-PREY SYSTEM AND OPTIMAL HARVESTING

  • Kar T.K.;Misra Swarnakamal;Mukhopadhyay B.
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제22권1_2호
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    • pp.387-401
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    • 2006
  • This paper deals with the problem of a ratio-dependent prey- predator model with combined harvesting. The existence of steady states and their stability are studied using eigenvalue analysis. Boundedness of the exploited system is examined. We derive conditions for persistence and global stability of the system. The possibility of existence of bionomic equilibria has been considered. The problem of optimal harvest policy is then solved by using Pontryagin's maximal principle.

Duality in an Optimal Harvesting Problem by a Nonlinear Age-Spatial Structured Population Dynamic System

  • Kim, Yong-Kuk;Lee, Mi-Jin;Jung, Il-Hyo
    • Kyungpook Mathematical Journal
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    • 제51권4호
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    • pp.353-364
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    • 2011
  • Duality in the optimal harvesting for a nonlinear age-spatial structured population dynamic model is studied in the framework of optimal control problem. In this paper the duality theory that displays the conjugacy of the primal problem is established and an application is given. Duality theory plays an important role in both optimization theory and methodology and the results may be applied to a realistic biological system on the point of optimal harvesting.

Sum-Rate Optimal Power Policies for Energy Harvesting Transmitters in an Interference Channel

  • Tutuncuoglu, Kaya;Yener, Aylin
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제14권2호
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    • pp.151-161
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    • 2012
  • This paper considers a two-user Gaussian interference channel with energy harvesting transmitters. Different than conventional battery powered wireless nodes, energy harvesting transmitters have to adapt transmission to availability of energy at a particular instant. In this setting, the optimal power allocation problem to maximize the sum throughput with a given deadline is formulated. The convergence of the proposed iterative coordinate descent method for the problem is proved and the short-term throughput maximizing offline power allocation policy is found. Examples for interference regions with known sum capacities are given with directional water-filling interpretations. Next, stochastic data arrivals are addressed. Finally, online and/or distributed near-optimal policies are proposed. Performance of the proposed algorithms are demonstrated through simulations.

Optimal Packet Scheduling in a Multiple Access Channel with Energy Harvesting Transmitters

  • Yang, Jing;Ulukus, Sennur
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제14권2호
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    • pp.140-150
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    • 2012
  • In this paper, we investigate the optimal packet scheduling problem in a two-user multiple access communication system, where the transmitters are able to harvest energy from the nature. Under a deterministic system setting, we assume that the energy harvesting times and harvested energy amounts are known before the transmission starts. For the packet arrivals, we assume that packets have already arrived and are ready to be transmitted at the transmitter before the transmission starts. Our goal is to minimize the time by which all packets from both users are delivered to the destination through controlling the transmission powers and transmission rates of both users. We first develop a generalized iterative backward waterfilling algorithm to characterize the maximum departure region of the transmitters for any given deadline T. Then, based on the sequence of maximum departure regions at energy arrival instants, we decompose the transmission completion time minimization problem into convex optimization problems and solve the overall problem efficiently.

An Energy Harvesting Aware Routing Algorithm for Hierarchical Clustering Wireless Sensor Networks

  • Tang, Chaowei;Tan, Qian;Han, Yanni;An, Wei;Li, Haibo;Tang, Hui
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권2호
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    • pp.504-521
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    • 2016
  • Recently, energy harvesting technology has been integrated into wireless sensor networks to ameliorate the nodes' energy limitation problem. In theory, the wireless sensor node equipped with an energy harvesting module can work permanently until hardware failures happen. However, due to the change of power supply, the traditional hierarchical network routing protocol can not be effectively adopted in energy harvesting wireless sensor networks. In this paper, we improve the Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) protocol to make it suitable for the energy harvesting wireless sensor networks. Specifically, the cluster heads are selected according to the estimation of nodes' harvested energy and consumed energy. Preference is given to the nodes with high harvested energy while taking the energy consumption rate into account. The utilization of harvested energy is mathematically formulated as a max-min optimization problem which maximizes the minimum energy conservation of each node. We have proved that maximizing the minimum energy conservation is an NP-hard problem theoretically. Thus, a polynomial time algorithm has been proposed to derive the near-optimal performance. Extensive simulation results show that our proposed routing scheme outperforms previous works in terms of energy conservation and balanced distribution.

비결합 무선 에너지 하비스팅 네트워크를 위한 최적 시간 스케줄링 알고리즘 (Optimal Time Scheduling Algorithm for Decoupled RF Energy Harvesting Networks)

  • 정준희;황유민;김진영
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.55-59
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    • 2016
  • 기존 무선에너지 하비스팅시스템에서 유저는 하나의 Hybirid-AP (H-AP)로부터 에너지와 정보를 동시에 받았다. 하지만 무선에너지 하비스팅은 거리가 멀수록 감쇄가 심하기 때문에 H-AP에서 거리가 먼 유저들은 낮은 하비스팅 효율 가진다 (이중 근거리/원거리 문제). 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 논문은 Power beacon (PB)을 통해 유저에게 별도의 파워를 공급하는 비결합 무선에너지 하비스팅 네트워크를 시스템 모델로 사용하였다. 이 논문의 주된 목적은 다양한 제약 조건과 Quality of service (QoS), 그리고 Quality of harvested power (QoP)를 만족하면서 목적 함수인 Energy efficiency (EE)를 최대화 하는 것이다. 제안된 시스템은 라그랑지안 쌍대 분해법 이론을 기반으로 EE 최대화를 위한 최적의 시간 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘을 통해 프레임 분해 요소, H-AP의 송신파워, 그리고 PB의 송신파워의 최적 값과 EE의 최대값을 구할 수 있다. 모의 실험 결과는 제안된 알고리즘으로 파라미터가 최적 값으로 빠르게 수렴하고 제안된 모델의 성능이 기존의 시스템 모델보다 우수하다는 것을 증명한다.

EH-WSN에서 에너지 효율 향상 및 전송지연 축소를 위한 MAC 프로토콜 설계 (Design of MAC Protocol for Improving Energy Efficiency and Reducing Transmission Delay in EH-WSN)

  • 박석우;나인호
    • 스마트미디어저널
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    • 제8권2호
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    • pp.21-28
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    • 2019
  • 최근의 에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크에 대한 연구는 제한된 에너지 자원 문제를 해결하여 네트워크 수명을 효율적으로 연장시킬 수 있는 기술 개발에 집중되고 있다. 에너지 하베스팅 기술은 무선신호에 포함된 에너지를 이용하여 배터리를 충전시킴으로써 네트워크 수명을 지속적으로 연장시킬 수 있는 장점을 지니고 있으나 에너지를 수확하는 시간 동안에는 데이터를 전송할 수 없기 때문에 에너지 수확양이 증가할수록 데이터 전송지연도 증가하는 문제점을 지니고 있다. 이에 따라 에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크를 설계할 때에는 네트워크 수명 연장뿐만 아니라 전송지연 축소 문제를 모두 고려하여야 한다. 본 논문에서는 네트워크에 유입되는 트래픽 양과 수확되는 에너지양에 따라 데이터 전송에 필요한 에너지를 계산하고 패킷데이터의 전송 시간을 조절함으로써 종단간 네트워크 지연을 최소화하는 MAC 프로토콜을 제안한다. 이를 위해 에너지 수확 시간을 측정하여 네트워크의 수면 시간을 조절하는 에너지 관리 메커니즘을 설계한다. 또한, 시뮬레이션을 이용한 성능평가를 통하여 기존의 MAC 프로토콜보다 에너지 소비량과 종단간 지연 측면에서 성능이 향상됨을 보인다.

원격 에너지 저장소를 가진 이동 센서 네트워크를 위한 에너지 수확 체계 (Energy Harvesting Framework for Mobile Sensor Networks with Remote Energy Stations)

  • 김성우;이종민;권순각
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제15권12호
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    • pp.1184-1191
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    • 2009
  • Energy harvesting from environment can make the energy constrained systems such as sensor networks to sustain their lifetimes. However, environmental energy is highly variable with time, location, and other factors. Unlike the existing solutions, we solved this problem by allowing the sensor nodes with mobilizer to move in search of energy and recharge from remote energy station. In this paper we present and analyze a new harvesting aware framework for mobile sensor networks with remote energy station. The framework consists of energy model, motion control system and data transfer protocol. Among them, the objective of our data transfer protocol is to route a data packet geographically towards the target region and at the same time balance the residual energy and the link connectivity on nodes with energy harvesting. Our results along with simulation can be used for further studies and provide certain guideline for realistic development of such systems.

무선에너지하비스팅 시스템을 위한 효율적인 스펙트럼 센싱 기법 (An Efficient Spectrum Sensing Technique for Wireless Energy Harvesting Systems)

  • 황유민;신요안;김동인;김진영
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.141-145
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    • 2017
  • 스펙트럼 센싱은 인지무선 (cognitive radio) 시스템을 동작시키기 위한 주요한 기법이며 인지무선 시스템을 통해 최근 주목받고 있는 무선에너지하비스팅 시스템에 에너지 하비스팅 효율을 개선할 수 있다. 최근 스펙트럼 센싱을 위한 다양한 기술이 연구되었는데, 그 중에서 가장 널리 쓰이고 있는 에너지 검출 (energy detection) 기술이 있다. 그러나 2차 유저 (secondary user; SU) 가 주파수 페이딩 (frequency fading) 및 쉐도잉 (shadowing)에 의해 영향을 받을 수 있기 때문에, 에너지 검출은 실제 무선 통신에서 숨겨진 단말기 문제 (hidden terminal problem)를 갖는다. 협력 스펙트럼 센싱 (cooperative spectrum sensing)은 SU의 공간적 다양성을 이용하여 이 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 다중 보조를 처리하여 데이터를 증가시키는 문제가 있기 때문에 우리는 적응형 스펙트럼 센싱 알고리즘을 사용하는 시스템 모델을 제안하고 성능을 시뮬레이션 한다. 이 알고리즘은 기본 사용자 (primary user; PU)의 수신 신호의 신호 대 잡음비 (signal to Noise Ratio; SNR)에 따라 단일 에너지 검출과 협동 에너지 사이의 감지 방법을 선택하는 방법을 이용한다. 시뮬레이션 결과를 통해 적응형 스펙트럼 센싱이 인지무선 시스템에서 더 효율적이라는 것을 확인한다.