基于无线可充电的无线传感器网络的充电策略研究

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1、学校代码10530学号201510171866分类号TP391密级公开硕士学位论文基于无线可充电的无线传感器网络的充电策略研究学位申请人叶学辉指导教师裴廷睿学院名称信息工程学院学科专业电子与通信工程研究方向现代通信理论与技术二〇一八年六月六日ResearchonChargingStrategyofWirelessRechargeableSensorNetworkCandidateYeXuehuiSupervisorPeiTingruiCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramElectronicandCommuni

2、cationEngineeringSpecializationModerncommunicationtheoryandtechniquesDegreeMasterdegreeUniversityXiangtanUniversityDateJune,6th,2018湘潭大学硕士学位论文摘要近几年无线传感器网络（WSN,WirelessSensorNetwork）发展迅速，其在环境监测、建筑设备、动植物及人体的追踪和监控等方面都有广泛的应用。通常WSN中的传感器节点在完成监测任务的同时还要保证网络的连通性、覆盖性，而完成这些任务需要传感器节点拥有足够的能量，一般传感

3、器节点由于体积较小能携带的电池容量有限，如何摆脱能源对WSN的限制是我们需要重视的问题。无线可充电传感器网络（WRSN,WirelessRechargingSensorNetwork）配合无线充电技术以及充电规划方案，利用移动充电节点为传感器节点主动提供能量补充服务，为传感器网络的能源短缺问题提供了有效的解决途径。本文首先简要阐述了在WSN背景下对WRSN的需求，介绍了WRSN研究现状。紧接着简要介绍了无线充电技术、各类充电装置以及几类应用于WRSN的无线充电规划方法。面对能耗不均衡的网络本文选择了按需充电规划方法以及单移动充电节点的网络模型。接着本文提出了一种

4、以分簇为背景的网络下的WRSN按需充电规划方法。首先节点以簇为单位发送充电请求，然后移动充电装置按照距离优先级选择充电请求，接着移动充电装置以簇为单位对网络中的节点进行能量补充服务。其次，本文描述了网络中不均衡现象的普遍性以及使用单因素优先级决策充电规划方法的局限性，提出了一种基于多重优先级判定的WRSN按需充电规划方法，使用了距离和簇内紧急充电节点数目双重因素来影响下一个充电簇的决策。通过与其他方法的仿真对比，证明了在单优先级决策的网络中，本文提出的方法降低了充电延时，提升了网络性能。而在多重优先级决策的网络中，本文提出的方法提高了移动充电装置的工作效率，降低

5、了网络开销。关键词：WRSN；优先级决策；无线充电技术；移动路径规划I湘潭大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,WSN(WirelessSensorNetwork)hasdevelopedrapidly.Wirelesssensornetworkshavebeengraduallyoutofthelaboratory,widelyusedinenvironmentalmonitoring,constructionequipment,animals,plantsandhumanbodytrackingandmonitoring.Sensorn

6、odesusuallyneedtoensurenetworkconnectivity,coverage,andotherrequirementswhilecompletingmonitoringtasks,hencethesensornodesneedenergysupplement.However,duetothesmallsizeofatypicalsensornode,thecapacityofthebatteryissmall.So,howtoovercometheenergylimitationisaproblemthatweneedtopayatte

7、ntionto.WRSN(WirelessRechargingSensorNetwork)cooperateswithwirelesschargingtechnologyandchargingplanning.Useingmobilechargingnodestoactivelyprovideenergysupplementservicesforsensornodes,providinganeffectivesolutiontotheenergyproblemofsensornetworks.Thisthesisfirstbrieflydescribesther

8、equirementsf