无线传感器网络充电中继器位置规划方法研究

发布时间：2020-10-11 16:03

　　 无线充电是解决无线传感器网络所面临能源限制问题的一项极具前景的技术。最近研究表明,在无线可充电传感器网络中引入谐振中继器来实现对传感器节点的多跳充电,可显著地延伸移动充电装置的充电距离,降低节点的充电时延,从整体上提高充电效率。考虑到网络成本的因素,在网络中部署有限数量的中继器来实现对传感器节点的充电覆盖,从而提高网络的充电效率,是本文研究的重点。在本文中,我们关注的重点是充电中继器的位置规划问题。由于多跳充电效率受能量的有效传输距离和能量中继跳数两方面因素的影响,因此本文提出两种不同的解决方案来优化中继器的位置,实现提高网络充电效率的目的。具体如下:第一,提出一种新的部署谐振中继器的位置方法(TMWRN)。在本文中,提出利用三角形外接圆性质和两节点的中点性质来确定中继器的充电位置,能够以较少数量的中继器来实现对网络中传感器节点的充电覆盖。模拟实验表明,TMWRN可以有效地提高网络的充电效率和降低移动充电装置的充电成本,实现网络的可持续性运行。第二,在上述方案中,部署充电中继器时,仅考虑单一充电中继器对节点的充电覆盖,未曾考虑中继器对节点的完全充电覆盖问题。为了解决上述充电方案存在的问题,本文提出了如何以最少的谐振中继器实现对无线可充电传感器网络中节点的完全多跳充电覆盖这一问题,并给出了一种能够实现对传感器节点完全多跳充电覆盖的中继器部署方法(TRLDS)。首先利用基于多跳充电有效距离确定的蜂窝网格划分整个网络,在每个网格的中心部署一个中继器以确保完全多跳充电覆盖。其次,我们设计了一组规则来删除冗余中继器,同时优化必要保留的中继器在网格中的位置以提高充电效率。仿真实验表明,本文提出的方法能够以更少的充电中继器实现对节点的完全充电覆盖,能够以较低的成本实现对无线可充电传感器网络的高效能量补充。
【学位单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP212.9;TN929.5
【部分图文】：

第一地部署谐振中继器来提高能量的传输效率，使能量以较高的效率传感器节点。无线可充电传感器网络中，基于谐振中继器的传感器节点及时得到究已成为当下的热点。如图 1.1 表示的是一个无线可充电传感器网若干个传感器节点、移动充电装置、基站和服务站[6]。其中基站和成传感器网络，主要负责事件等数据的采集和转发，移动充电装置到能量的补充满足其对传感器节点充电，服务站和移动充电装置构主要为传感器网络提供能量补充来实现网络的正常运行。

工大学硕士学位论文关注。因此，如何使传感器节点性能得到优化提升，是我们所研究的重点和。中继器部署问题相关内容首先，本小结介绍一下充电中继器，充电中继器是由铜线圈和相应的电路构、基于电磁耦合谐振原理进行无线能量中继和传输的一种装置[7][29]。如图 2 n 个谐振中继器组成的多米诺谐振中继器系统[60]，可以看出能量可以多跳式传输。在无线可充电传感器网络领域一个普遍采用的网络设定是：将低成充电中继器安装到传感器节点上，构成具有电磁谐振中继器装置的传感器节

图 2.2 无线充电模型算从移动充电装置处接收到的功率如下：2( )4rs rspG Gp d 移动充电装置与传感器节点之间的距离，P 器节点的接收功率，G 是源点处的增益，G 波长，α是路劲损耗指数(α 2，5 )。在公式以外)，为了便于计算，我们简化充电模型为rp Ad 为其他常数，比如β ( 4 ) 和β =始功率。在公式 2.2 中，我们观察到移动充量补充效率指数倍降低。因此如何合理地在重点。
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 韩江洪;丁煦;石雷;韩东;魏振春;;无线传感器网络时变充电和动态数据路由算法研究[J];通信学报;2012年12期

2 王燕莉,安世全;无线传感器网络的覆盖问题研究[J];传感技术学报;2005年02期

本文编号：2836812