Cảm nhận âm thanh phân tán với giao tiếp tự động lấy cảm hứng từ điều hòa nội môi

Các ứng dụng mới nổi của mạng cảm biến không dây (WSN) yêu cầu truyền thông tín hiệu sự kiện băng thông rộng như mạng cảm biến giám sát đa phương tiện đặt ra những thách thức bổ sung, bao gồm yêu cầu băng thông truyền thông cao và chi phí năng lượng. Bên cạnh việc phụ thuộc một phần hoặc hoàn toàn vào các tin nhắn phản hồi từ nút thu thập dữ liệu, các giao thức hiện có được thiết kế cho WSN không giải quyết việc truyền thông tín hiệu sự kiện băng thông rộng. Hơn nữa, các tin nhắn phản hồi có thể không đến kịp thời để cung cấp thông tin sự kiện một cách đáng tin cậy và tiết kiệm tài nguyên mạng khan hiếm. Do đó, một giao thức truyền thông tự động là rất cần thiết để cung cấp khả năng truyền thông tín hiệu sự kiện băng thông rộng mà không cần bất kỳ phản hồi nào từ nút thu thập dữ liệu. Trong tự nhiên, các hệ thống sinh học có khả năng tự tổ chức, tức là điều hòa nội môi, vì chúng tự duy trì một trạng thái cân bằng tương đối ổn định cho sự hoạt động của các chức năng sống. Do đó, hiện tượng tự nhiên này rõ ràng đưa ra những cảm hứng đầy hứa hẹn để phát triển các mô hình và giao thức giao tiếp tự động và hiệu quả cho lĩnh vực WSN. Trong bài báo này, giao thức giao tiếp tự động lấy cảm hứng từ điều hòa nội môi (HAC) được giới thiệu cho các mạng cảm biến âm thanh không dây (WASN). Sử dụng các thuộc tính phổ của tín hiệu sự kiện băng thông rộng, tức là tín hiệu âm thanh, HAC cho phép WASN duy trì một trạng thái tương đối ổn định trong đó các nút cảm biến truyền thông tín hiệu sự kiện đến nút thu thập dữ liệu một cách đáng tin cậy và tiết kiệm năng lượng. Hơn nữa, với khả năng tự tổ chức của mình, HAC không phụ thuộc vào bất kỳ tin nhắn phản hồi nào từ nút thu thập dữ liệu. Các đánh giá hiệu suất cho thấy HAC thành công trong việc truyền thông tín hiệu sự kiện băng thông rộng với mức tiêu tốn năng lượng tối thiểu.