无线传感器网络中基于分簇的充电路径优化策略
发布时间：2021-10-05 16:54
无线传感器节点一般由电能有限的电池供电,布置在环境复杂或无人看管的户外区域,因此节点能量受限是制约无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）部署和持续工作的重要因素之一。使用移动充电装置为节点进行能量补给的技术逐渐成为当下研究热点。利用移动充电装置直接为节点充电与收集周围环境动态能量（例如风能、潮汐能、太阳能等）相比,移动充电装置供电可以提供更可靠的能量供应。针对充电能量源最优路径规划复杂问题,为提高充电效率,最大化延长WSN网络生命周期,本文主要研究基于网络结构模型框架下的充电路径规划设计,提出一种基于分簇的高效充电路径规划算法。首先根据层次型网络的特点,网络分簇性能可能会受到节点地理位置、节点能量消耗等因素的影响。本文利用生物地理学算法找出传感器节点分簇的最佳组合,来减少无线传感器网络中簇节点以及普通节点的能量消耗,生物地理学算法的加入,可以降低节点能耗,通过栖息地间物种迁移等过程,最终实现无线传感器网络最优分簇策略。因此,在网络模型构建阶段提出基于生物地理学的无线传感器网络分簇算法（Clustering based BBO,CBBO）。其次对充电规划...
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传感器节点主要组成部分Fig.1.1Mouthshapeoftheclampingdevice
辽宁科技大学硕士学位论文3图1.1传感器节点主要组成部分Fig.1.1Mouthshapeoftheclampingdevice充电技术可以解决节点充电问题并延长网络寿命，这样的网络，通常称为可充电无线传感器网络（WirelessRechargeableSensorsNetworks，WRSN），其可以通过外部充电装置将节点有效充电。当这种充电技术应用于便携式充电器时，充电小车应该考虑为节点充电的策略来实现充电效率最大化。此外，移动充电器可以预先设置充电线路为传感器节点中的电池充电[11]，这可以延长网络的使用寿命。图1.2WRSN网络生命周期Fig.1.2WRSNlifecyclediagram
辽宁科技大学硕士学位论文72.无线可充电传感器网络概述2.1无线充电技术无线传感器网络在复杂的工作环境中，节点能量受限是各国学者目前广泛关注的方向。WRSN的产生与WSN的节点能量受限密不可分，而无线能量充电技术的发展在WRSN的解决中起着至关重要的作用。无线充电技术是实现节能技术的前提与条件，在数据传输的过程中会经过传感器模块，在数据融合的阶段会发生在处理器模块，而无线通信模块是这两个模块的集合，所以在这些模块当中，都会产生一定的功耗。无线能量传输在不局限于距离的时候，通常传输电能的方式是以远距离将电能作为无线能量的方式进行传输[19]，无线电能传输方式包括以下几种如图2.1所示：图2.1无线能量传输方式Fig.2.1Wirelessenergytransmission不同的无线能量传输方式具有不同的优缺点，能量到毫瓦级别[20]，大到千瓦级别，可以满足不同背景下的需要，表2.1是三种无线能量传输方式的比较。有效距离也是限制能量无线传输的至关因素，它是选择充电载体的首要因素[21]。虽然能量传输的方式具有多样性，从实际利用角度出发，便利性是在选择充电载体过程当中首先应考虑的因素[22]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于簇头距离和能量的优化LEACH协议[J]. 常铁原,刘伟娜,张炎,李会雅. 河北大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]无线电能传输技术的研究现状与应用综述（英文）[J]. 范兴明,高琳琳,莫小勇,赵迁,贾二炬. 电工技术学报. 2019(07)
[3]可充电无线传感器网络的有向充电优化算法[J]. 何聪,郭松涛. 重庆大学学报. 2019(01)
[4]关于生物地理学算法自适应性能优化研究[J]. 张文辉,刘彤,张延豪,江泽涛. 计算机仿真. 2018(09)
[5]能量高效的无线传感器网络分簇路由协议[J]. 贾惠丽,范训礼,吕艳峰. 传感器与微系统. 2018(08)
[6]耦合共振式无线充电系统建模及其电磁兼容仿真分析[J]. 赵晨远,刘永东,刘东,肖志怀. 水电与新能源. 2017(12)
[7]基于路由距离度量的WSN分层分簇路由协议[J]. 张东升. 控制工程. 2017(12)
[8]基于退避机制的有向无线传感器网络路由协议[J]. 余修武,周利兴,张枫,张可,夏凡,刘永. 传感技术学报. 2017(11)
[9]面向异构WSNs的基于能量感知的簇路由算法[J]. 焦克莹,郭强. 传感技术学报. 2017(09)
[10]生物地理学优化算法的研究进展[J]. 徐志丹,莫宏伟,刘莉莉,赵娇. 科学技术创新. 2017(25)
博士论文
[1]基于磁耦合谐振的多接收端高频无线电能传输技术研究[D]. 李阳.哈尔滨工业大学 2019
[2]可充电传感器网络能量优化研究[D]. 傅凌焜.浙江大学 2015
[3]无线传感器网络环境中节点布置问题研究[D]. 车楠.哈尔滨工业大学 2012
[4]基于能量效率的无线传感器网络关键技术研究[D]. 鲍喜荣.东北大学 2011
[5]无线移动自组织及传感器网络中若干问题的研究[D]. 张可.电子科技大学 2010
[6]无线自组网络若干安全问题的研究[D]. 刘志远.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]基于磁谐振耦合的多中继多接收端无线能量传输技术研究[D]. 李立江.电子科技大学 2019
[2]基于分簇的无线可充电传感器网络构建及充电策略研究[D]. 吴昊.吉林大学 2018
[3]能量中转节点在无线传感器网络中的研究与应用[D]. 刘阳.山东大学 2017
[4]无线可充电传感器网络中全向充电问题研究[D]. 张锋民.南京大学 2017
[5]无线传感器网络移动充电算法研究与设计[D]. 刘洪涛.电子科技大学 2016
[6]基于机会路由的无线传感网络分簇路由算法[D]. 张宁.大连理工大学 2014
[7]基于TD-SCDMA传输技术的无线传感器网络数据聚合算法[D]. 刘红芹.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3420153
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传感器节点主要组成部分Fig.1.1Mouthshapeoftheclampingdevice
辽宁科技大学硕士学位论文3图1.1传感器节点主要组成部分Fig.1.1Mouthshapeoftheclampingdevice充电技术可以解决节点充电问题并延长网络寿命，这样的网络，通常称为可充电无线传感器网络（WirelessRechargeableSensorsNetworks，WRSN），其可以通过外部充电装置将节点有效充电。当这种充电技术应用于便携式充电器时，充电小车应该考虑为节点充电的策略来实现充电效率最大化。此外，移动充电器可以预先设置充电线路为传感器节点中的电池充电[11]，这可以延长网络的使用寿命。图1.2WRSN网络生命周期Fig.1.2WRSNlifecyclediagram
辽宁科技大学硕士学位论文72.无线可充电传感器网络概述2.1无线充电技术无线传感器网络在复杂的工作环境中，节点能量受限是各国学者目前广泛关注的方向。WRSN的产生与WSN的节点能量受限密不可分，而无线能量充电技术的发展在WRSN的解决中起着至关重要的作用。无线充电技术是实现节能技术的前提与条件，在数据传输的过程中会经过传感器模块，在数据融合的阶段会发生在处理器模块，而无线通信模块是这两个模块的集合，所以在这些模块当中，都会产生一定的功耗。无线能量传输在不局限于距离的时候，通常传输电能的方式是以远距离将电能作为无线能量的方式进行传输[19]，无线电能传输方式包括以下几种如图2.1所示：图2.1无线能量传输方式Fig.2.1Wirelessenergytransmission不同的无线能量传输方式具有不同的优缺点，能量到毫瓦级别[20]，大到千瓦级别，可以满足不同背景下的需要，表2.1是三种无线能量传输方式的比较。有效距离也是限制能量无线传输的至关因素，它是选择充电载体的首要因素[21]。虽然能量传输的方式具有多样性，从实际利用角度出发，便利性是在选择充电载体过程当中首先应考虑的因素[22]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于簇头距离和能量的优化LEACH协议[J]. 常铁原,刘伟娜,张炎,李会雅. 河北大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]无线电能传输技术的研究现状与应用综述（英文）[J]. 范兴明,高琳琳,莫小勇,赵迁,贾二炬. 电工技术学报. 2019(07)
[3]可充电无线传感器网络的有向充电优化算法[J]. 何聪,郭松涛. 重庆大学学报. 2019(01)
[4]关于生物地理学算法自适应性能优化研究[J]. 张文辉,刘彤,张延豪,江泽涛. 计算机仿真. 2018(09)
[5]能量高效的无线传感器网络分簇路由协议[J]. 贾惠丽,范训礼,吕艳峰. 传感器与微系统. 2018(08)
[6]耦合共振式无线充电系统建模及其电磁兼容仿真分析[J]. 赵晨远,刘永东,刘东,肖志怀. 水电与新能源. 2017(12)
[7]基于路由距离度量的WSN分层分簇路由协议[J]. 张东升. 控制工程. 2017(12)
[8]基于退避机制的有向无线传感器网络路由协议[J]. 余修武,周利兴,张枫,张可,夏凡,刘永. 传感技术学报. 2017(11)
[9]面向异构WSNs的基于能量感知的簇路由算法[J]. 焦克莹,郭强. 传感技术学报. 2017(09)
[10]生物地理学优化算法的研究进展[J]. 徐志丹,莫宏伟,刘莉莉,赵娇. 科学技术创新. 2017(25)
博士论文
[1]基于磁耦合谐振的多接收端高频无线电能传输技术研究[D]. 李阳.哈尔滨工业大学 2019
[2]可充电传感器网络能量优化研究[D]. 傅凌焜.浙江大学 2015
[3]无线传感器网络环境中节点布置问题研究[D]. 车楠.哈尔滨工业大学 2012
[4]基于能量效率的无线传感器网络关键技术研究[D]. 鲍喜荣.东北大学 2011
[5]无线移动自组织及传感器网络中若干问题的研究[D]. 张可.电子科技大学 2010
[6]无线自组网络若干安全问题的研究[D]. 刘志远.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]基于磁谐振耦合的多中继多接收端无线能量传输技术研究[D]. 李立江.电子科技大学 2019
[2]基于分簇的无线可充电传感器网络构建及充电策略研究[D]. 吴昊.吉林大学 2018
[3]能量中转节点在无线传感器网络中的研究与应用[D]. 刘阳.山东大学 2017
[4]无线可充电传感器网络中全向充电问题研究[D]. 张锋民.南京大学 2017
[5]无线传感器网络移动充电算法研究与设计[D]. 刘洪涛.电子科技大学 2016
[6]基于机会路由的无线传感网络分簇路由算法[D]. 张宁.大连理工大学 2014
[7]基于TD-SCDMA传输技术的无线传感器网络数据聚合算法[D]. 刘红芹.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3420153
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3420153.html
