多障碍环境中基于虚拟势场的无线传感网有向充电器部署方法

发布时间：2021-07-06 16:14

　　无线可充电传感网中,传统的充电器部署方式通常不考虑网络中存在障碍物的场景,且已有的工作中主要考虑的是全向无线充电器的部署问题,因此具有相当大的局限性。为此,本文研究了多障碍环境中的有向充电器部署问题,将节点分布视为若干个正态分布模型,并采用了EM算法求解GMM高斯混合模型,从而将整个传感网区域划分为多个子区域,在每个子区域中使用虚拟势场方法,同时引入虚拟引力与斥力使得有向充电器在这两种虚拟力作用下能够灵活规避障碍物区域的同时调整到充电效用较高的位置。仿真结果表明,与现有的有向充电器部署算法及其他随机算法相比,本充电器部署策略能够显著提高传感器节点的有效覆盖率与充电效用。 

【文章来源】：传感技术学报. 2020,33(09)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

网络模型图

如图2所示,本文采用实际应用中更为广泛的有向充电器,即:无线充电器的充电范围为扇形,传感器在其充电范围内时,其接收功率取决于传感器与充电器的距离、相对角度。采用此充电模型的依据是,目前已经商用的多数无线充电器均采用有向天线,例如Powercast公司的一系列无线充电器,PowerSpot RF Wireless Transmitter TX91501-3W-ID、TX91502等,其充电器覆盖范围为一个轴截面顶角为60°的圆锥区域。无线电能在自由空间中的传播,可以根据Friis自由空间方程计算接收功率Pr:

GMM-EM子区域划分

【参考文献】：
期刊论文
[1]无线可充电传感器网络中固定充电器的部署策略[J]. 何灏,陈永锐,易卫东,李鸣.  通信学报. 2017(S1)
[2]一种高效有向无线充电器的布置算法[J]. 戴海鹏,陈贵海,徐力杰,刘云淮,吴小兵,何田.  软件学报. 2015(07)



本文编号：3268558