@article { author = {Hasanloo, Mahmoud and Kargahi, Mahdi and Jalilian, Shahrokh}, title = {Lifetime Improvement Using Task Scheduling in Hard Real-Time Systems Equipped with Environmental Energy Harvester and Hybrid Energy Storage}, journal = {Space Science, Technology and Applications}, volume = {1}, number = {1}, pages = {13-24}, year = {2021}, publisher = {Iranian Space Research Institute}, issn = {2783-4557}, eissn = {2783-4557}, doi = {10.22034/jssta.2021.273420.1012}, abstract = {In this paper, we investigate the effect of task scheduling on the lifetime of a real- time hard drive system that uses a composite energy tank consisting of a battery, a super capacitor, and a solar energy picker to power supply itself. The lifetime of a system in this document is the moment the system starts until the moment its tasks are disrupted due to lack of energy. Due to the nonlinear properties of batteries and super capacitors which cause their internal charge to be divided into available (IAC) and inaccessible (IUC); the lifetime of such a system depends entirely on the charging and discharging pattern of the energy tank. Ultimately, its leads to the amount of charge stored in the IUC section and the amount of charge extracted from this section. Therefore, we can influence the lifetime of the system and increase it by managing the charge/ discharge pattern of energy tanks. Since the pattern of energy delivery from the environment is beyond the control of the system, the main idea of this paper is to influence the charge/ discharge pattern of the tank by adjusting the pattern of energy consumption to improve the lifetime of the system. In this regard, we have presented two scheduling algorithms MCF and MGF, which are respectively trying to perform the most consumed and least consumed task in the system, then using the MCG policy, which at any time, Decisions are made on the use of one of these algorithms according to the conditions. Experimental results show that we can increase system lifetime between 5% and 16%. Considering that in recent years the issue of using super capacitors along with batteries and solar cells in space systems has been raised, so the results of this research can be investigated for use in satellites.}, keywords = {Scheduling# Real,time systems# Energy harvesting# Battery}, title_fa = {بهبود طول عمر در سیستم‌های بی‌درنگ سخت مجهز به برداشت‌گر انرژی محیطی و مخزن مرکب انرژی با استفاده از زمان‌بندی وظایف}, abstract_fa = {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 در نهایت 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 آنجایی‌که 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 الگوی زمان‌بندی در اجرای پرمصرف‌ترین و کم مصرف‌ترین وظیفه  حاضر در سیستم هستند، ارائه می‌شوند. سپس الگوریتم MCG مورد بررسی قرار می‌گیرد که طبق آن الگوریتم، در هر برهه از زمان با توجه به شرایط موجود، در مورد استفاده از یکی از الگوریتم‌های مذکور تصمیم‌گیری می‌شود. 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 سامانه‌های فضایی مطرح شده است، از این‌رو، نتایج این تحقیق می‌تواند برای استفاده در ماهواره‌ها نیز بررسی شود}, keywords_fa = {برداشت‌گر انرژی# باتری# زمان‌بندی# طول عمر سیستم# سیستم‌های بی‌درنگ}, url = {https://journal.isrc.ac.ir/article_137409.html}, eprint = {https://journal.isrc.ac.ir/article_137409_8abf0c389ab96bd74f3f2bb561e8f279.pdf} }