隨著傳感器技術、無線通信技術和微電子技術的迅猛發(fā)展,無線傳感器網絡成為多學科交叉的熱點前沿研究領域之一,也是當前國際上最受關注的高科技技術之一。無線傳感器網絡以低成本、低功耗、分布式計算、自組織等特點在諸多領域得到廣泛應用,如工業(yè)過程、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、物聯(lián)網和智能電網等,具有廣闊的應用前景和很高的商業(yè)價值,因此受到學術界和工業(yè)界的高度關注。然而,受電池技術發(fā)展的限制,傳感器節(jié)點的電源能量極其有限,限制了無線傳感器網絡的推廣應用。為了解決傳感器節(jié)點能量受限問題,將能量收集技術作為傳感器節(jié)點的能量補充手段的可充電傳感器網絡應運而生,為傳感器節(jié)點的長期有效運行提供了可能。能量收集技術為解決無線傳感器網絡的能源供給問題提供有效途徑的同時,也為可充電傳感器網絡的研究帶來了新的挑戰(zhàn)：由于所獲取的能量是不穩(wěn)定且不可控的,如何有效地管理和利用所獲取的能量,使得網絡的性能得到優(yōu)化是可充電傳感器網絡中急需解決的首要問題。本文結合國內外最新的研究成果,考慮了各種場景下可充電傳感器網絡中的資源管理與優(yōu)化問題,并針對不同的場景提出了相應的資源管理及其優(yōu)化算法。本文的主要工作和貢獻可概括為以下幾個方面：1.介... 

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

【文章頁數】：153 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    本章摘要
    1.1 研究背景
        1.1.1 無線傳感器網絡
        1.1.2 可充電傳感器網絡
    1.2 研究現狀
        1.2.1 可充電傳感器節(jié)點的能量管理策略
        1.2.2 能量管理與流控制的聯(lián)合優(yōu)化
        1.2.3 能量管理、流控制與動態(tài)路由的聯(lián)合優(yōu)化
        1.2.4 能量管理與存儲管理聯(lián)合優(yōu)化
        1.2.5 移動匯聚節(jié)點下的能量管理與數據傳輸聯(lián)合優(yōu)化
    1.3 本文研究內容
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 具體研究內容
第二章 有限電池容量下能量管理和感知控制
    本章摘要
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)建模及問題描述
        2.2.1 能量管理模型
        2.2.2 感知及數據傳輸模型
        2.2.3 網絡效用最大化問題
    2.3 能量管理與感知控制算法設計
        2.3.1 自適應能量分配方案(EACH)
        2.3.2 分布式采樣速率控制算法(DSRC)
        2.3.3 改進的自適應能量分配方案(IEACH)
    2.4 仿真驗證
        2.4.1 EACH性能分析
        2.4.2 DSRC性能分析
        2.4.3 IEACH性能分析
        2.4.4 理想電池容量
    2.5 本章小結
第三章 時空耦合下能量管理和感知控制
    本章摘要
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)建模及問題描述
        3.2.1 系統(tǒng)建模
        3.2.2 問題描述
    3.3 分布式感知控制算法設計(DSCC)
        3.3.1 對偶分解
        3.3.2 對偶子問題求解
    3.4 仿真驗證
    3.5 本章小結
第四章 動態(tài)網絡拓撲下的能量管理與數據收集
    本章摘要
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)建模及問題描述
        4.2.1 能量管理模型
        4.2.2 能量消耗模型
        4.2.3 問題描述
    4.3 能量管理和數據收集算法設計
        4.3.1 均衡能量分配策略(BEAS)
        4.3.2 分布式感知和路由控制(DSR2C)
        4.3.3 改進的均衡能量分配策略(IBEAS)
        4.3.4 拓撲控制策略(TPC)
    4.4 仿真驗證
        4.4.1 仿真參數設置
        4.4.2 BEAS性能分析
        4.4.3 DSR2C性能分析
        4.4.4 大型網絡下DoSR性能分析
        4.4.5 IBEAS性能分析
        4.4.6 TPC性能分析
    4.5 本章小結
第五章 基于移動匯聚節(jié)點的數據收集
    本章摘要
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)建模及問題描述
        5.2.1 能量模型
        5.2.2 數據傳輸模型
        5.2.3 問題描述
    5.3 問題轉化及凹凸性分析
        5.3.1 能量消耗限制條件轉移
        5.3.2 最優(yōu)解的必要條件分析
        5.3.3 凹凸性分析
    5.4 分布式數據收集策略(DDGA)
    5.5 仿真驗證
        5.5.1 仿真設置
        5.5.2 分布式數據收集策略性能分析
        5.5.3 調度策略性能分析
    5.6 本章小結
第六章 總結與展望
    本章摘要
    6.1 全文總結
    6.2 研究展望
參考文獻
攻讀博士學位期間主要研究成果及參與的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]無線傳感器網絡[J]. 任豐原,黃海寧,林闖.  軟件學報. 2003(07)

博士論文
[1]無線網絡控制系統(tǒng)中的資源優(yōu)化研究[D]. 忻克非.浙江大學 2014
[2]智能電網配用電信息接入與負載調度研究[D]. 鄧瑞龍.浙江大學 2014
[3]能量受限的傳感器調度問題研究[D]. 任祝.浙江大學 2013
[4]基于一致性的無線傳感器網絡時鐘同步算法研究[D]. 何建平.浙江大學 2013
[5]無線傳感器網絡覆蓋理論與資源優(yōu)化研究[D]. 賀詩波.浙江大學 2012
[6]無線傳感器/執(zhí)行器網絡的體系結構與算法研究[D]. 曹向輝.浙江大學 2011
[7]無線傳感器網絡拓撲控制研究[D]. 張建輝.浙江大學 2008

碩士論文
[1]無線可充電傳感器節(jié)點開發(fā)與能量管理研究[D]. 李紫薇.浙江大學 2014
[2]面向海上風電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測的長距離傳感節(jié)點設計[D]. 秦旭斌.浙江大學 2014
[3]無線傳感器網絡中能量高效的典型覆蓋問題研究[D]. 李俊堃.浙江大學 2013
[4]無線充電傳感器網絡系統(tǒng)及應用[D]. 江發(fā)昌.浙江大學 2012
[5]無線傳感器網絡中多信道分配問題研究[D]. 余清.浙江大學 2011



本文編號：3384575