作為一種新興技術(shù),無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Rechargeable Sensor Network, WRSN）集成了無線充電、感知、通信和計(jì)算等多種功能。與由電池供電的傳統(tǒng)傳感器節(jié)點(diǎn)不同,無線可充電傳感器節(jié)點(diǎn)可以收集來自無線充電器（或讀寫器）的射頻能量。鑒于其具有小型化的特點(diǎn)和通用的感知功能,無線可充電傳感器在諸如倉庫庫存管理、供應(yīng)鏈和環(huán)境監(jiān)測(cè)、認(rèn)證等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著無線可充電傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的日趨成熟,在傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)地分析和研究無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能具有很大意義。本文結(jié)合該方向的最新研究成果,以無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)分析與優(yōu)化為主要研究內(nèi)容。本文的主要工作和貢獻(xiàn)包括以下幾個(gè)方面：1.本文簡要回顧了無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景、研究挑戰(zhàn)和相關(guān)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。2.本文研究了無線可充電節(jié)點(diǎn)的定位問題。在大多數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息都不可或缺。例如,在庫房貨物管理和環(huán)境監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中,系統(tǒng)需要知道節(jié)點(diǎn)位置從而判斷傳感數(shù)據(jù)的來源,并基于此進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)器人輔助搜索和數(shù)據(jù)收集。同時(shí),定位和跟蹤基于RFID的節(jié)點(diǎn)可以幫助超市更好地理解... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    本章摘要
    1.1 研究背景
        1.1.1 線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成
        1.1.2 無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)
        1.1.3 無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景
        1.1.4 線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)中的研究問題與挑戰(zhàn)
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無線充電技術(shù)
        1.2.2 無線充電傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
        1.2.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位
        1.2.4 無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)能量優(yōu)化
        1.2.5 網(wǎng)絡(luò)通信性能優(yōu)化
        1.2.6 基于無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
    1.3 本文的工作
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 具體內(nèi)容
第2章 無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)定位
    本章摘要
    2.1 引言
    2.2 線充電特性分析
    2.3 TOC基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
        2.3.1 問題場(chǎng)景
        2.3.2 點(diǎn)切割
        2.3.3 面切割
    2.4 TOC擴(kuò)展設(shè)計(jì)
        2.4.1 單節(jié)點(diǎn)可行域的最優(yōu)切割
        2.4.2 多節(jié)點(diǎn)切割
    2.5 分析與討論
    2.6 系統(tǒng)性能評(píng)估
        2.6.1 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        2.6.2 仿真設(shè)置
        2.6.3 TOC基礎(chǔ)算法性能
        2.6.4 TOC擴(kuò)展算法與TOC基礎(chǔ)算法的比較
        2.6.5 系統(tǒng)參數(shù)的影響
    2.7 本章小結(jié)
第3章 無線充電器的移動(dòng)速度最優(yōu)化設(shè)計(jì)
    本章摘要
    3.1 引言
    3.2 問題定義
        3.2.1 系統(tǒng)模型
        3.2.2 問題定義
    3.3 廣義二維場(chǎng)景下的速率控制算法設(shè)計(jì)
        3.3.1 任意二維軌跡下的單節(jié)點(diǎn)充電場(chǎng)景
        3.3.2 任意二維移動(dòng)軌跡下的多節(jié)點(diǎn)充電場(chǎng)景
    3.4 線性移動(dòng)的充電器速率最優(yōu)控制
        3.4.1 線性軌跡下的單節(jié)點(diǎn)充電
        3.4.2 線性軌跡下的多節(jié)點(diǎn)充電
    3.5 系統(tǒng)性能評(píng)估
        3.5.1 二維非規(guī)則充電器移動(dòng)軌跡
        3.5.2 線性移動(dòng)軌跡
        3.5.3 系統(tǒng)參數(shù)的影響
    3.6 分析與討論
        3.6.1 節(jié)點(diǎn)初始能量的影響
        3.6.2 關(guān)于網(wǎng)絡(luò)壽命
        3.6.3 不同的加速度與減速度最大值
    3.7 本章小結(jié)
第4章 保感知性能的無線可充電節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略
    本章摘要
    4.1 引言
    4.2 問題描述
        4.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型
        4.2.2 能量消耗與補(bǔ)充
        4.2.3 問題描述
    4.3 算法設(shè)計(jì)
        4.3.1 NP-Complete證明
        4.3.2 傳感器工作調(diào)度
        4.3.3 最佳充電方案
    4.4 仿真評(píng)估
        4.4.1 仿真設(shè)置
        4.4.2 與基準(zhǔn)算法比較
        4.4.3 不同節(jié)點(diǎn)數(shù)目下的性能比較
        4.4.4 充電器不同充電容量的影響
        4.4.5 不同節(jié)點(diǎn)初始能量大小的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信時(shí)延最小化
    本章摘要
    5.1 引言
    5.2 無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)中的通信時(shí)延
        5.2.1 動(dòng)態(tài)周期時(shí)隙ALOHA協(xié)議
        5.2.2 基于RFID的無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信模式
        5.2.3 讀寫器與標(biāo)簽之間的通信時(shí)延
    5.3 讀寫器線性移動(dòng)下的通信時(shí)延最小化
        5.3.1 算法設(shè)計(jì)
    5.4 二維空間移動(dòng)下的通信時(shí)延最小化問題
        5.4.1 NP難證明
        5.4.2 近似解設(shè)計(jì)
    5.5 分析與討論
        5.5.1 傳輸成功率保證
        5.5.2 關(guān)于單次回復(fù)通信模式的討論
        5.5.3 各向異性的通信范圍
    5.6 仿真結(jié)果
        5.6.1 仿真設(shè)置
        5.6.2 讀寫器在二維平面中的移動(dòng)性能
        5.6.3 不同系統(tǒng)設(shè)置的影響
        5.6.4 DFSA下的系統(tǒng)性能
        5.6.5 成功通信保障的有效性
    5.7 本章小結(jié)
第6章 基于無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的加密認(rèn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    本章摘要
    6.1 引言
    6.2 基于傳感器數(shù)據(jù)的認(rèn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        6.2.1 基于加速度計(jì)的參考設(shè)計(jì)
    6.3 旋轉(zhuǎn)檢測(cè)與識(shí)別
        6.3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理
        6.3.2 特征矢量提取
        6.3.3 F-Vectors匹配
    6.4 實(shí)驗(yàn)評(píng)估
        6.4.1 性能評(píng)估
        6.4.2 系統(tǒng)設(shè)置
    6.5 仿真驗(yàn)證
        6.5.1 噪聲對(duì)認(rèn)證精度的影響
        6.5.2 傳感數(shù)據(jù)樣本大小的影響
        6.5.3 感知數(shù)據(jù)斷裂的影響
    6.6 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    本章摘要
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 研究展望
附錄A
    A.1 引理3.4.1的證明
    A.2 引理3.4.2的證明
    A.3 最大化E(t_i)
    A.4 公式(3.22)的推導(dǎo)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間主要研究成果及參與的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的資源管理與優(yōu)化研究[D]. 張永敏.浙江大學(xué) 2015
[2]能量受限的傳感器調(diào)度問題研究[D]. 任祝.浙江大學(xué) 2013
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋理論與資源優(yōu)化研究[D]. 賀詩波.浙江大學(xué) 2012
[4]無線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)與算法研究[D]. 曹向輝.浙江大學(xué) 2011

碩士論文
[1]無線可充電傳感器節(jié)點(diǎn)開發(fā)與能量管理研究[D]. 李紫薇.浙江大學(xué) 2014
[2]無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及應(yīng)用[D]. 江發(fā)昌.浙江大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3536747