【摘要】：近幾年無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Network)發(fā)展迅速,其在環(huán)境監(jiān)測(cè)、建筑設(shè)備、動(dòng)植物及人體的追蹤和監(jiān)控等方面都有廣泛的應(yīng)用。通常WSN中的傳感器節(jié)點(diǎn)在完成監(jiān)測(cè)任務(wù)的同時(shí)還要保證網(wǎng)絡(luò)的連通性、覆蓋性,而完成這些任務(wù)需要傳感器節(jié)點(diǎn)擁有足夠的能量,一般傳感器節(jié)點(diǎn)由于體積較小能攜帶的電池容量有限,如何擺脫能源對(duì)WSN的限制是我們需要重視的問題。無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)(WRSN,Wireless Recharging Sensor Network)配合無線充電技術(shù)以及充電規(guī)劃方案,利用移動(dòng)充電節(jié)點(diǎn)為傳感器節(jié)點(diǎn)主動(dòng)提供能量補(bǔ)充服務(wù),為傳感器網(wǎng)絡(luò)的能源短缺問題提供了有效的解決途徑。本文首先簡(jiǎn)要闡述了在WSN背景下對(duì)WRSN的需求,介紹了 WRSN研究現(xiàn)狀。緊接著簡(jiǎn)要介紹了無線充電技術(shù)、各類充電裝置以及幾類應(yīng)用于WRSN的無線充電規(guī)劃方法。面對(duì)能耗不均衡的網(wǎng)絡(luò)本文選擇了按需充電規(guī)劃方法以及單移動(dòng)充電節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)模型。接著本文提出了一種以分簇為背景的網(wǎng)絡(luò)下的WRSN按需充電規(guī)劃方法。首先節(jié)點(diǎn)以簇為單位發(fā)送充電請(qǐng)求,然后移動(dòng)充電裝置按照距離優(yōu)先級(jí)選擇充電請(qǐng)求,接著移動(dòng)充電裝置以簇為單位對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行能量補(bǔ)充服務(wù)。其次,本文描述了網(wǎng)絡(luò)中不均衡現(xiàn)象的普遍性以及使用單因素優(yōu)先級(jí)決策充電規(guī)劃方法的局限性,提出了一種基于多重優(yōu)先級(jí)判定的WRSN按需充電規(guī)劃方法,使用了距離和簇內(nèi)緊急充電節(jié)點(diǎn)數(shù)目雙重因素來影響下一個(gè)充電簇的決策。通過與其他方法的仿真對(duì)比,證明了在單優(yōu)先級(jí)決策的網(wǎng)絡(luò)中,本文提出的方法降低了充電延時(shí),提升了網(wǎng)絡(luò)性能。而在多重優(yōu)先級(jí)決策的網(wǎng)絡(luò)中,本文提出的方法提高了移動(dòng)充電裝置的工作效率,降低了網(wǎng)絡(luò)開銷。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【圖文】：

圖１．１邋一種經(jīng)典ＷＳＮ節(jié)點(diǎn)休系逡逑節(jié)點(diǎn)節(jié)能方法通常使用一些技術(shù)來降低網(wǎng)絡(luò)上無線傳感器的功耗，如縮短工逡逑作循環(huán)、減少數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法和數(shù)據(jù)流動(dòng)性。這些節(jié)能方法一般會(huì)通過降低一定的逡逑網(wǎng)絡(luò)性能來減少傳感器節(jié)點(diǎn)在單位時(shí)間上的消耗，例如通過擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)延遲或者降逡逑

提出了多種應(yīng)用于無線充電的技術(shù)：磁壀合諧振技術(shù)（ｍａｇｎｅｔｉｃ邋ｒｅｓｏｎａｎｔ逡逑ｃｏｕｐｌｉｎｇ）、電磁福射技術(shù)（ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｇｎｅｔｉｃ邋ｒａｄｉａｔｉｏｎ）［１９］、電感壀合技術(shù)（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ逡逑Ｃ0ｕＰｌｉｎｇ）［２Ｇ】等等，三者技術(shù)的對(duì)比見表２．１，三者具體應(yīng)用見圖２．１。磁耦合諧振逡逑技術(shù)具有高效率、３６０度無死角傳輸、高穿透性及不受環(huán)境影響等優(yōu)勢(shì)，吸引了逡逑各界的學(xué)者和商家。其最早是在２００７年由美國(guó)麻省理工學(xué)者Ｋｕｒｓ等人提出［２１］，逡逑２００８年Ｉｎｔｅｌ西雅圖實(shí)驗(yàn)室在基于Ｋｕｒｓ研宄的基礎(chǔ)上改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置，創(chuàng)造出一種逡逑平面型的無線充電裝置。Ｋｕｒｓ等人在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中還提出了一種單對(duì)多的無線充逡逑電技術(shù)，就總體能量傳輸效率來說，單對(duì)多無線充電技術(shù)優(yōu)于單對(duì)單無線充電技逡逑術(shù)【２２］。謝等人為驗(yàn)證ＷＰＴ技術(shù)在ＷＳＮ中的可行性做了大量的研宄［２３］，作者考慮逡逑了無線移動(dòng)充電車（ＭＣ）定期在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中行駛并使用磁耦合共振充電逡逑技術(shù)為每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)充電。逡逑表２．１三種ＷＰＴ技術(shù)的比較逡逑無線充電技術(shù)邐傳輸功率邐傳輸距離邐優(yōu)點(diǎn)邐缺點(diǎn)逡逑電感耦合技術(shù)邐幾到幾百瓦邐３－４ｍ邐實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，在枳有效傳輸距離逡逑近的距離有較短，需要傳輸雙逡逑高的傳輸效率邐方精確對(duì)準(zhǔn)逡逑電磁輻射技術(shù)最高１００ｍ瓦邐最高１０ｍ邐可以在較遠(yuǎn)的傳輸雙方不能逡逑距離內(nèi)保持高有障礙物阻擋

圖２，１周期性充電方法逡逑移動(dòng)充電節(jié)?

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 戴海鵬;陳貴海;徐力杰;劉云淮;吳小兵;何田;;一種高效有向無線充電器的布置算法[J];軟件學(xué)報(bào);2015年07期

2 丁煦;韓江洪;石雷;魏振春;;多基站可充電無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建模及優(yōu)化研究[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2015年04期

本文編號(hào)：2804688