无线可充电传感网的充电规划研究

发布时间：2020-11-05 11:16

　　 传统的无线传感器网络中,有限的电池能量会限制传感器网络的寿命。随着无线能量传输技术的发展,电池供电的传感器节点逐渐被可充电传感器节点代替,能量可以通过无线方式给传感器充电,从而组成无线可充电传感器网络(WRSN),解决传感器网络的寿命问题。WRSN的充电规划研究,是提高能源利用率、节省经济成本的重要问题之一。本文针对WRSN进行了充电规划算法研究,针对动态和静态充电方式提出了充电规划算法。仿真结果表明,所提出的算法具有更高效、更经济的优势。本文的主要工作内容如下:首先,介绍了 WRSN的研究现状、无线充电技术及其对应的WRSN充电方式。其次,针对WRSN通过基站利用电磁辐射充电技术进行静态充电的方式,提出了一种准确有效的无线充电基站部署定位算法。提出了一种核心节点确定规则来优化充电基站数;结合广义费马点的概念,并用于确定充电基站具体位置的部署,优化基站与传感器节点间的充电效率。仿真结果显示,相比现有的3种算法,该算法得到的充电基站数平均分别减小23.3%,9.7%,6.4%,而且可以给出具体的充电基站部署位置。接着,针对WRSN通过充电小车利用磁耦合谐振充电技术进行动态充电的方式,提出了基于能耗分级的非固定周期和固定周期两种小车充电策略。与传统的充电策略相比,新策略结合了蚁群算法和对旅行商问题的解决方案,可以在一个充电周期内减小充电小车的移动总路径,有效减少经济成本。最后,对工作进行了总结,指出了不足之处,对未来的工作进行了展望。
【学位单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.5;TP212.9
【部分图文】：

宄团队的研宄成果类似，也属于射频能量采集类型的节点。当空间内的电磁波功率不小于某??个阈值时，ＷＩＳＰ能够提取空间内的电磁波能量并转换为设备本身使用［１９］［２（）］。虽然其功耗较??小，但是足够驱动微型无线传感器（图１．１），芯片部分非常的小。这为无线可充电传感器网??络的搭建上，增添了一项成熟的技术。??＇Ｖ?＂Ｓ＂＇?－■?．??ｍ?＇Ａ?＇??ｗ??图１．１?ＷＩＳＰ可充电平台??国内对于无线可充电传感器网络的研究起步较晚，但也在逐渐的发展和成熟，浙江大学团??队开发出一种无线可充电传感器节点，基于此搭建了一个网络充电平台［２１］，并提出一种无线??可充电传感器网络节点设计方案，为传感器可充电的进一步实现奠定了基础。??东南大学研宄团队，对近年来国内外可充电传感器网络进行了详细的研究工作，并做出了??相应的介绍、分类、应用分析等。根据不同的传感器布置模型，有针对性地提出单个和多个??充电设备不同的充电规划，并进行相应的研宄［２２］。??重庆大学孙跃教授团队

无线可充电传感器网络??图２．１网络结构图??最基本的无线可充电传感器网络结构如图２．１所示，共有传感器部分、无线供电部分、通??信基站３部分［２５］［２６Ｌ在图２．１中，无线传感器网络将采集到的信息发送到互联网中，进而传??递给用户，构成一个完整的无线可充电传感器网络的数据收发系统。??２．?１．２网络特征??无线传感器网络中的传感器节点，部署在需要监测信息的区域内后，各节点以自组织的形??式构成网络。监控的数据沿着相近的传感器节点逐跳进行传输，多个节点可能同时处理数据。??下面对网络五大特点进行介绍。??（１）

１??无线可充电传感器网络??图２．１网络结构图??最基本的无线可充电传感器网络结构如图２．１所示，共有传感器部分、无线供电部分、通??信基站３部分［２５］［２６Ｌ在图２．１中，无线传感器网络将采集到的信息发送到互联网中，进而传??递给用户，构成一个完整的无线可充电传感器网络的数据收发系统。??２．?１．２网络特征??无线传感器网络中的传感器节点，部署在需要监测信息的区域内后，各节点以自组织的形??式构成网络。监控的数据沿着相近的传感器节点逐跳进行传输，多个节点可能同时处理数据。??下面对网络五大特点进行介绍。??（１）
【参考文献】

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本文编号：2871558