發(fā)布時(shí)間：2017-12-23 17:17

  本文關(guān)鍵詞：移動(dòng)充電設(shè)備能量受限的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)充電策略　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 無(wú)線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò) 充電策略 均衡充電 能量受限

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)經(jīng)常部署在自然環(huán)境相對(duì)惡劣或是人員較難到達(dá)的區(qū)域內(nèi),如沙漠、水下等,絕大部分應(yīng)用場(chǎng)景都不具備架設(shè)有線供電設(shè)施的條件。在現(xiàn)有技術(shù)條件下,傳感器節(jié)點(diǎn)更多的是依賴電池進(jìn)行工作,這也就意味著在得不到外界能量補(bǔ)充的時(shí)候,傳感器網(wǎng)絡(luò)終將死亡。采用人工方式對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)更換電池經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性不佳,傳統(tǒng)的從環(huán)境中汲取能量的方式局限性較大,而新興的無(wú)線充電技術(shù)為延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命提供了新的解決方案。裝有無(wú)線能量收集裝置的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)與可移動(dòng)無(wú)線充電設(shè)備(MWC)一起構(gòu)成可充電無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),可移動(dòng)無(wú)線充電設(shè)備可在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)自由移動(dòng)并為節(jié)點(diǎn)充電,MWC需采用合理的充電策略才能盡可能的延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命。本文以二維無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為對(duì)象,以MWC服務(wù)完網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)至少一次時(shí)MWC行駛的總路程最小為優(yōu)化目標(biāo),在MWC受到最大可行駛路程約束和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能量流約束的情況下建立問(wèn)題模型,并設(shè)計(jì)了一種基于螞蟻-Q算法的AQ-LMTD算法,對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了求解。在仿真平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分別在12種不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中為網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行30個(gè)周期的充電。實(shí)驗(yàn)表明,AQ-LMTD算法無(wú)論是在成功率上還是在MWC的總行駛路程方面都顯著優(yōu)于Greedy算法：AQ-LMTD算法成功率比Greedy高出48.3%,AQ-LMTD算法計(jì)算得出的MWC總行駛路程比Greedy平均減少了36.3%。進(jìn)一步的,考慮實(shí)際環(huán)境中,MWC為節(jié)點(diǎn)充電的能量和行駛的能量都不是無(wú)限的,由此假設(shè)MWC用來(lái)驅(qū)動(dòng)MWC進(jìn)行游走和為其他節(jié)點(diǎn)充電的能量來(lái)源于同一個(gè)能量源,稱之為MWC的總能量,以MWC服務(wù)完網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)至少一次時(shí)MWC消耗的總能量最小為優(yōu)化目標(biāo),在MWC受到最大總能量約束和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能量流約束的情況下建立問(wèn)題模型。同時(shí),提出一種“均衡化”的充電策略,旨在通過(guò)充電的方式將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的剩余生命周期盡量均衡,在盡可能避免有節(jié)點(diǎn)比其他節(jié)點(diǎn)更早死亡的同時(shí),合理分配充電能量與行駛能量。由此,提出一種基于改進(jìn)的最大最小蟻群算法與“均衡化”策略的MMES-LME算法求解目標(biāo)問(wèn)題。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),MMES-LME算法在成功率與MWC總的能量開(kāi)銷方面優(yōu)于AQ-LME算法和Greedy算法：MMES-LME算法在成功率上比AQ-LME算法高出1.5%,比Greedy算法高出57.5%; MMES-LME算法在MWC總能耗方面比AQ-LME算法平均減少了25.5%,比Greedy算法平均減少了45.7%。。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5

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