發(fā)布時(shí)間：2020-11-05 11:16

　　 傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,有限的電池能量會(huì)限制傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命。隨著無線能量傳輸技術(shù)的發(fā)展,電池供電的傳感器節(jié)點(diǎn)逐漸被可充電傳感器節(jié)點(diǎn)代替,能量可以通過無線方式給傳感器充電,從而組成無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)(WRSN),解決傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命問題。WRSN的充電規(guī)劃研究,是提高能源利用率、節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本的重要問題之一。本文針對(duì)WRSN進(jìn)行了充電規(guī)劃算法研究,針對(duì)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)充電方式提出了充電規(guī)劃算法。仿真結(jié)果表明,所提出的算法具有更高效、更經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。本文的主要工作內(nèi)容如下:首先,介紹了 WRSN的研究現(xiàn)狀、無線充電技術(shù)及其對(duì)應(yīng)的WRSN充電方式。其次,針對(duì)WRSN通過基站利用電磁輻射充電技術(shù)進(jìn)行靜態(tài)充電的方式,提出了一種準(zhǔn)確有效的無線充電基站部署定位算法。提出了一種核心節(jié)點(diǎn)確定規(guī)則來優(yōu)化充電基站數(shù);結(jié)合廣義費(fèi)馬點(diǎn)的概念,并用于確定充電基站具體位置的部署,優(yōu)化基站與傳感器節(jié)點(diǎn)間的充電效率。仿真結(jié)果顯示,相比現(xiàn)有的3種算法,該算法得到的充電基站數(shù)平均分別減小23.3%,9.7%,6.4%,而且可以給出具體的充電基站部署位置。接著,針對(duì)WRSN通過充電小車?yán)么篷詈现C振充電技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)充電的方式,提出了基于能耗分級(jí)的非固定周期和固定周期兩種小車充電策略。與傳統(tǒng)的充電策略相比,新策略結(jié)合了蟻群算法和對(duì)旅行商問題的解決方案,可以在一個(gè)充電周期內(nèi)減小充電小車的移動(dòng)總路徑,有效減少經(jīng)濟(jì)成本。最后,對(duì)工作進(jìn)行了總結(jié),指出了不足之處,對(duì)未來的工作進(jìn)行了展望。
【學(xué)位單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.5;TP212.9
【部分圖文】：

宄團(tuán)隊(duì)的研宄成果類似，也屬于射頻能量采集類型的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)空間內(nèi)的電磁波功率不小于某??個(gè)閾值時(shí)，ＷＩＳＰ能夠提取空間內(nèi)的電磁波能量并轉(zhuǎn)換為設(shè)備本身使用［１９］［２（）］。雖然其功耗較??小，但是足夠驅(qū)動(dòng)微型無線傳感器（圖１．１），芯片部分非常的小。這為無線可充電傳感器網(wǎng)??絡(luò)的搭建上，增添了一項(xiàng)成熟的技術(shù)。??＇Ｖ?＂Ｓ＂＇?－■?．??ｍ?＇Ａ?＇??ｗ??圖１．１?ＷＩＳＰ可充電平臺(tái)??國(guó)內(nèi)對(duì)于無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究起步較晚，但也在逐漸的發(fā)展和成熟，浙江大學(xué)團(tuán)??隊(duì)開發(fā)出一種無線可充電傳感器節(jié)點(diǎn)，基于此搭建了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)充電平臺(tái)［２１］，并提出一種無線??可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案，為傳感器可充電的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。??東南大學(xué)研宄團(tuán)隊(duì)，對(duì)近年來國(guó)內(nèi)外可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了詳細(xì)的研究工作，并做出了??相應(yīng)的介紹、分類、應(yīng)用分析等。根據(jù)不同的傳感器布置模型，有針對(duì)性地提出單個(gè)和多個(gè)??充電設(shè)備不同的充電規(guī)劃，并進(jìn)行相應(yīng)的研宄［２２］。??重慶大學(xué)孫躍教授團(tuán)隊(duì)

無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)??圖２．１網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖??最基本的無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖２．１所示，共有傳感器部分、無線供電部分、通??信基站３部分［２５］［２６Ｌ在圖２．１中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集到的信息發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)中，進(jìn)而傳??遞給用戶，構(gòu)成一個(gè)完整的無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)。??２．?１．２網(wǎng)絡(luò)特征??無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)，部署在需要監(jiān)測(cè)信息的區(qū)域內(nèi)后，各節(jié)點(diǎn)以自組織的形??式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控的數(shù)據(jù)沿著相近的傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳進(jìn)行傳輸，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可能同時(shí)處理數(shù)據(jù)。??下面對(duì)網(wǎng)絡(luò)五大特點(diǎn)進(jìn)行介紹。??（１）

１??無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)??圖２．１網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖??最基本的無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖２．１所示，共有傳感器部分、無線供電部分、通??信基站３部分［２５］［２６Ｌ在圖２．１中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集到的信息發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)中，進(jìn)而傳??遞給用戶，構(gòu)成一個(gè)完整的無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)。??２．?１．２網(wǎng)絡(luò)特征??無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)，部署在需要監(jiān)測(cè)信息的區(qū)域內(nèi)后，各節(jié)點(diǎn)以自組織的形??式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控的數(shù)據(jù)沿著相近的傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳進(jìn)行傳輸，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可能同時(shí)處理數(shù)據(jù)。??下面對(duì)網(wǎng)絡(luò)五大特點(diǎn)進(jìn)行介紹。??（１）
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李磊;陳文斌;;多因素約束韋伯型設(shè)施的選址問題[J];江南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年05期

2 熊承龍;沈兵;趙寧;;基于電磁感應(yīng)的無線充電技術(shù)傳輸效率的仿真研究[J];電子器件;2014年01期

3 黃吉金;黃珊;;微波能量傳輸技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展方向[J];微波學(xué)報(bào);2012年S2期

4 孫躍;戴欣;唐春森;王智慧;蘇玉剛;;分布式無線電能傳輸網(wǎng)[J];電力電子;2010年03期

5 賈朝波;李平;文玉梅;李興圣;;一種新型磁電自供電無線傳感器供能電路研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2010年03期

6 王佩紅;戴旭涵;趙小林;;微型電磁式振動(dòng)能量采集器的研究進(jìn)展[J];振動(dòng)與沖擊;2007年09期

7 滑楠;史浩山;;高程ACS:一種適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的改進(jìn)蟻群算法[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2007年07期

8 任彥;張思東;張宏科;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中覆蓋控制理論與算法[J];軟件學(xué)報(bào);2006年03期

9 趙志峰,鄭少仁;Ad hoc網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究[J];電信科學(xué);2001年01期

10 董張維;費(fèi)馬的最后定理[J];數(shù)學(xué)通報(bào);1985年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 胡誠;無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)中充電規(guī)劃及其可調(diào)度性研究[D];東南大學(xué);2015年

2 舒元超;無線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析與優(yōu)化[D];浙江大學(xué);2015年

3 李小龍;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的覆蓋算法研究[D];湖南大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 王綠菊;可充電傳感網(wǎng)能量?jī)?yōu)化問題研究[D];西北大學(xué);2016年

2 李紫薇;無線可充電傳感器節(jié)點(diǎn)開發(fā)與能量管理研究[D];浙江大學(xué);2014年

3 袁野;無線電磁能量傳輸與接收的若干問題研究[D];南京大學(xué);2013年

4 宋波;基于WISP的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)檢測(cè)及安全機(jī)制研究[D];電子科技大學(xué);2013年

5 博慶賀;基于蟻群算法的緊致化倉儲(chǔ)系統(tǒng)揀貨路徑優(yōu)化分析[D];華中科技大學(xué);2012年

6 江發(fā)昌;無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2012年

7 張良紅;一種改進(jìn)的蟻群算法[D];山東大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2871558