無線傳感器節(jié)點一般由電能有限的電池供電,布置在環(huán)境復雜或無人看管的戶外區(qū)域,因此節(jié)點能量受限是制約無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network,WSN）部署和持續(xù)工作的重要因素之一。使用移動充電裝置為節(jié)點進行能量補給的技術逐漸成為當下研究熱點。利用移動充電裝置直接為節(jié)點充電與收集周圍環(huán)境動態(tài)能量（例如風能、潮汐能、太陽能等）相比,移動充電裝置供電可以提供更可靠的能量供應。針對充電能量源最優(yōu)路徑規(guī)劃復雜問題,為提高充電效率,最大化延長WSN網(wǎng)絡生命周期,本文主要研究基于網(wǎng)絡結構模型框架下的充電路徑規(guī)劃設計,提出一種基于分簇的高效充電路徑規(guī)劃算法。首先根據(jù)層次型網(wǎng)絡的特點,網(wǎng)絡分簇性能可能會受到節(jié)點地理位置、節(jié)點能量消耗等因素的影響。本文利用生物地理學算法找出傳感器節(jié)點分簇的最佳組合,來減少無線傳感器網(wǎng)絡中簇節(jié)點以及普通節(jié)點的能量消耗,生物地理學算法的加入,可以降低節(jié)點能耗,通過棲息地間物種遷移等過程,最終實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡最優(yōu)分簇策略。因此,在網(wǎng)絡模型構建階段提出基于生物地理學的無線傳感器網(wǎng)絡分簇算法（Clustering based BBO,CBBO）。其次對充電規(guī)劃... 

【文章來源】：遼寧科技大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳感器節(jié)點主要組成部分Fig.1.1Mouthshapeoftheclampingdevice

遼寧科技大學碩士學位論文3圖1.1傳感器節(jié)點主要組成部分Fig.1.1Mouthshapeoftheclampingdevice充電技術可以解決節(jié)點充電問題并延長網(wǎng)絡壽命，這樣的網(wǎng)絡，通常稱為可充電無線傳感器網(wǎng)絡（WirelessRechargeableSensorsNetworks，WRSN），其可以通過外部充電裝置將節(jié)點有效充電。當這種充電技術應用于便攜式充電器時，充電小車應該考慮為節(jié)點充電的策略來實現(xiàn)充電效率最大化。此外，移動充電器可以預先設置充電線路為傳感器節(jié)點中的電池充電[11]，這可以延長網(wǎng)絡的使用壽命。圖1.2WRSN網(wǎng)絡生命周期Fig.1.2WRSNlifecyclediagram

遼寧科技大學碩士學位論文72.無線可充電傳感器網(wǎng)絡概述2.1無線充電技術無線傳感器網(wǎng)絡在復雜的工作環(huán)境中，節(jié)點能量受限是各國學者目前廣泛關注的方向。WRSN的產(chǎn)生與WSN的節(jié)點能量受限密不可分，而無線能量充電技術的發(fā)展在WRSN的解決中起著至關重要的作用。無線充電技術是實現(xiàn)節(jié)能技術的前提與條件，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中會經(jīng)過傳感器模塊，在數(shù)據(jù)融合的階段會發(fā)生在處理器模塊，而無線通信模塊是這兩個模塊的集合，所以在這些模塊當中，都會產(chǎn)生一定的功耗。無線能量傳輸在不局限于距離的時候，通常傳輸電能的方式是以遠距離將電能作為無線能量的方式進行傳輸[19]，無線電能傳輸方式包括以下幾種如圖2.1所示：圖2.1無線能量傳輸方式Fig.2.1Wirelessenergytransmission不同的無線能量傳輸方式具有不同的優(yōu)缺點，能量到毫瓦級別[20]，大到千瓦級別，可以滿足不同背景下的需要，表2.1是三種無線能量傳輸方式的比較。有效距離也是限制能量無線傳輸?shù)闹陵P因素，它是選擇充電載體的首要因素[21]。雖然能量傳輸?shù)姆绞骄哂卸鄻有�，從實際利用角度出發(fā)，便利性是在選擇充電載體過程當中首先應考慮的因素[22]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于簇頭距離和能量的優(yōu)化LEACH協(xié)議[J]. 常鐵原,劉偉娜,張炎,李會雅.  河北大學學報(自然科學版). 2019(02)
[2]無線電能傳輸技術的研究現(xiàn)狀與應用綜述（英文）[J]. 范興明,高琳琳,莫小勇,趙遷,賈二炬.  電工技術學報. 2019(07)
[3]可充電無線傳感器網(wǎng)絡的有向充電優(yōu)化算法[J]. 何聰,郭松濤.  重慶大學學報. 2019(01)
[4]關于生物地理學算法自適應性能優(yōu)化研究[J]. 張文輝,劉彤,張延豪,江澤濤.  計算機仿真. 2018(09)
[5]能量高效的無線傳感器網(wǎng)絡分簇路由協(xié)議[J]. 賈惠麗,范訓禮,呂艷峰.  傳感器與微系統(tǒng). 2018(08)
[6]耦合共振式無線充電系統(tǒng)建模及其電磁兼容仿真分析[J]. 趙晨遠,劉永東,劉東,肖志懷.  水電與新能源. 2017(12)
[7]基于路由距離度量的WSN分層分簇路由協(xié)議[J]. 張東升.  控制工程. 2017(12)
[8]基于退避機制的有向無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議[J]. 余修武,周利興,張楓,張可,夏凡,劉永.  傳感技術學報. 2017(11)
[9]面向異構WSNs的基于能量感知的簇路由算法[J]. 焦克瑩,郭強.  傳感技術學報. 2017(09)
[10]生物地理學優(yōu)化算法的研究進展[J]. 徐志丹,莫宏偉,劉莉莉,趙嬌.  科學技術創(chuàng)新. 2017(25)

博士論文
[1]基于磁耦合諧振的多接收端高頻無線電能傳輸技術研究[D]. 李陽.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[2]可充電傳感器網(wǎng)絡能量優(yōu)化研究[D]. 傅凌焜.浙江大學 2015
[3]無線傳感器網(wǎng)絡環(huán)境中節(jié)點布置問題研究[D]. 車楠.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[4]基于能量效率的無線傳感器網(wǎng)絡關鍵技術研究[D]. 鮑喜榮.東北大學 2011
[5]無線移動自組織及傳感器網(wǎng)絡中若干問題的研究[D]. 張可.電子科技大學 2010
[6]無線自組網(wǎng)絡若干安全問題的研究[D]. 劉志遠.華中科技大學 2007

碩士論文
[1]基于磁諧振耦合的多中繼多接收端無線能量傳輸技術研究[D]. 李立江.電子科技大學 2019
[2]基于分簇的無線可充電傳感器網(wǎng)絡構建及充電策略研究[D]. 吳昊.吉林大學 2018
[3]能量中轉節(jié)點在無線傳感器網(wǎng)絡中的研究與應用[D]. 劉陽.山東大學 2017
[4]無線可充電傳感器網(wǎng)絡中全向充電問題研究[D]. 張鋒民.南京大學 2017
[5]無線傳感器網(wǎng)絡移動充電算法研究與設計[D]. 劉洪濤.電子科技大學 2016
[6]基于機會路由的無線傳感網(wǎng)絡分簇路由算法[D]. 張寧.大連理工大學 2014
[7]基于TD-SCDMA傳輸技術的無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)聚合算法[D]. 劉紅芹.哈爾濱工業(yè)大學 2012



本文編號：3420153