WRSN中带时间窗的多MC充电规划算法

有限的传感器节点能量一直是制约无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)广泛应用和发展的瓶颈问题。文章指出每个传感器节点具有相应的充电时间窗,能在各自的时间窗内被充电;研究在传感器节点平均能量低于阀值上限后使用多个无线可移动充电器为传感器节点补充能量,并提出了带时间窗的多移动充电器(mobile charger,MC)充电规划算法。仿真结果表明,该文设计的充电规划算法使得每个需要充电的传感器节点的能量都能及时得到补充,并且在充电过程中使用的MC数目比贪心算法低13.2%,所消耗的总代价少22.7%。     

关于无线可充电传感器网络充电路线规划的研究分析

针对无线可充电传感器网络充电路线问题,实质上是在旅行商问题(Traveling Salesman Problem,即TSP)上经过一般泛化而来的车辆路径问题(Vehicle Routing Problem,即VPR),可以采用Google开源库or-Tools库给出的算法的动态规划模型,将最小化移动充电器在路上的能量消耗等价转化为移动充电器的最短路径问题,在考虑到各个站点位于地球面上而非普通平面上,所以利用地球半径和各传感器的经纬度计算出各点之间的距离,于是把问题转换为求解从数据中心出发,仅遍历每一个传感器一遍之后再返回数据中心的最短距离问题,即经典的TSP问题。利用or-Tools库提供的启发式和元启发搜索算法得出最优解约为11469 m。     

可充电无线传感器网络的有向充电优化算法

目前大部分无线可充电传感器网络(WRSNs,wireless rechargeable sensor networks)的研究只考虑全向充电,在真实环境中有很大的局限性。引入带有方向可调的移动充电器(DMC,directional mobile charger)后,全向充电路径规划可转化为无线可充电有向传感网(WRDSN,wireless rechargeable directed sensor network)的有向充电路径规划。为了实现这个目标,提出启发式算法,即DMC将局部传感器节点划分为若干个局部子集,并初始化一条运动路径。随后将WRDSN中DMC的轨迹问题转化为一个充电效用最大化问题,并从全局视角优化初始路径。最后,数值结果表明,该算法的性能优于基准算法。     

井下WPT技术机理研究

为解决井下无线传感器电池容量受限的问题,根据井下无线传感器带壮分布的特点,提出了井下无线运动充电的思想.构建充电系统模型,讨论了充电信道建模、接收微带天线设计、多天线协作三个方面的技术路线.本文在研究井下微波输能传输特性的基础上,探讨在低功率密度下,多天线协作的移动无线充电技术在井下运动式充电特性,使用这个技术对无线传感器节点充电,解决井下无线传感器网络能量补充问题,突破现有节点单纯依靠电池供电的局限.     

无线充电传感器网络点播式充电实验平台研究

归纳了现阶段无线充电传感器网络存在的问题,介绍了无线充电传感器网络的架构设计,详细描述了无线充电传感器网络的搭建和调度方法。在点播式的充电模式下,充电方法更适用于实际的网络中节点的充电问题,在实时性和可靠性方面都有良好的系统性能。关于平台的实验结果表明:该平台能够有效提高充电效率,具有较好的教学与科研价值。     

基于MIMO无线传感网络的充电优化模型

为提高无线传感器网络的应用范围、传输速率和持续时间等,文章将MIMO(multiple-input-multipleoutput)无线通信技术和无线充电技术同时整合到无线传感器网络,并根据具体问题相应地提出了离散N+1阶段非线性充电优化模型和离散N+1阶段线性充电优化模型。最后根据离散N+1阶段线性充电优化模型进行仿真实验,并对实验结果进行了分析,以确保该方案的可行性和有效性。     

WSN下移动充电器基于能量的路径优化

为延长WSN的使用寿命,针对可充电传感器节点再充电问题进行了进一步的研究,基于低能耗的路径选择优化,提出了一种能量分簇式优化路径算法ECOPA。在分簇式充电算法的基础上进行优化,并考虑到真实情况下移动充电器携带的能量有限,提出一种新的全局性能量充电模式GEC。添加了一个特殊充电器Libero在其他充电器返回服务站充电时,进行全局充电。本文提出的算法有效降低了高能耗节点死亡,从而达到维持网络稳定的功能,进而延长了WSN的使用寿命。     

无线传感器网络的注意力机制充电策略

针对因能量受限所导致的传感器死亡等现实问题,提出一种利用注意力机制进行传感器充电的在线算法,能够根据网络环境的变化动态调整影响充电效率的属性权重,从而选择出合适的传感器节点作为下一充电目标;同时提出一种多周期充电规划策略,筛选每轮充电周期中有效的传感器集合,并根据移动充电设备的实时电量动态调整其充电频次.仿真结果表明:...     

基于节点移动和监控质量感知的WSN覆盖方案

针对现有无线传感器网络(WSN)空洞覆盖方案没有考虑监控质量(MQ)的差异性问题,提出一种基于节点移动和监控质量感知的WSN覆盖方案.首先,将网络构建成六边形网格结构.然后,移动传感器根据邻居单元的监控情况进行移动,并根据单元的MQ需求和节点能量适当调整移动路线,同时避免覆盖冗余.最后,形成能够实现WSN全时间和空间覆盖的支持路径.实验结果表明,该方案能够均衡节点能耗,最大化网络的完整覆盖时间,提高网络的生命周期.     

无线传感网中移动采集节点的路径优化研究

针对具有单一移动采集节点的无线传感网,考虑数据采集的相关因素对移动采集节点路径规划的影响,建立了基于移动采集节点单位时间内采集的数据总量最大化的数据采集路径规划数学模型,并设计了模拟退火算法对该问题进行了求解。实验仿真证明,文中设计的数据采集策略可以大大地提高移动采集节点的数据采集效率,最大化地发挥移动采集节点的功能,减小无线传感网络中静态传感器节点的通信负载,优化网络生存时间。     

磁耦合无线充电器的研究

介绍了一种智能型磁耦合无线充电器的设计方案，它可以通过功率发射端与接收端的通信确定充电状态，并且以Ping命令错误判断功能判别异物及移动设备是否需要充电，减少功率浪费。该文阐述了无线充电系统的原理和结构，通过软件设计使无线充电更加智能、实用、节能。     

太阳能无线充电器的设计

利用太阳能无线充电技术设计了一种手机充电器,使用绿色环保的太阳能作为能量源。利用太阳能电池板的光电效应,实现光能到电能的转换,利用无线磁能耦合技术,使能量在空间中进行传递,接收端设计了整流和稳压电路,将交流电压变为纹波较小的直流电压。该充电器能够替代传统的移动终端充电器,实验表明充电器稳定、有效。     

可充电传感器网络中改进的移动能量补充方案

为更可靠地向传感器节点供应能量,针对可充电传感器网络采用一种新的无线电源传输技术,该技术通过引入移动启动器来实现传感器能量的无线补充.建立基于随机无线能量补充的解析模型,以获得一组性能指标.根据理论分析结果提出基于电量感知的移动能量补充方案,并给出两种启发式算法:充电优先的线性自适应传感器激活算法和选择性充电的电量感知激活算法.通过仿真实验证明了理论分析的正确性和算法的有效性.研究结果表明:合适的传感器激活机制以及对移动能量补充的有效控制,可显著提升性能.     

改进型无线传感器网络的质心定位方法

针对传统质心定位算法定位精度受锚节点密度影响大,但锚节点成本高而不能大量使用的问题,采用移动锚节点,引入高斯马尔科夫移动模型对锚节点移动路线进行规划,使锚节点在待测区域内随机移动形成更多的虚拟锚节点,代替传统定位算法中的锚节点,提高了质心定位算法中对未知节点的覆盖率与定位精度.仿真结果表明,该方法有效且能应用于大型无线传感器网络定位.     

网格移动的无线移动传感器网络部署算法

针对目前无线移动传感器网络中部署算法过于复杂的问题,提出了一种新的基于网格移动的无线移动传感器网络部署算法.降低了常见无线移动传感器网络部署算法的时间复杂度,提高了任务区域的节点覆盖度,减少了覆盖漏洞,适用于无线移动传感器网络的应用.文中论述了该算法的构架,执行过程,并对该算法进行了仿真分析.仿真结果表明,该算法在有效降低算法复杂度的情况下满足了网络部署中关于覆盖率的要求.     

无线传感器网络Mobile Agent路由问题的模拟退火解法

数据融合是无线传感器网络研究中的一个关键问题。近年来,Mobile Agent（移动代理）技术被提出用于无线传感器网络中的信息融合,移动代理需要访问其簇内的传感器节点从而在分布式的网络环境下实现关键数据的融合。移动代理路由的选择将直接决定系统的能耗,从而影响整个网络的使用寿命。Mobile Agent需要找到一条最优的路线,使整个行程最短,从而最大限度地延长黟络使用寿命。阐述了这个路由优化问题实际上是一个NP完全问题——货郎担问题（minimun TSP）,并考虑到无线传感器网络有限的计算能力和苛刻的能耗要求,使用模拟退火算法对这个问题给出一个近似的最优解。     

概率函数检测随机多址接入无线传感器网络MAC协议分析

 提出了概率函数检测随机多址接入无线传感器网络MAC(FPRM)协议.在发送分组的时间1+a中,采用p(x)函数检测的控制策略,增加握手的ACK信号,提高无线传感器网络的传输效率.通过平均周期法的理论分析和选取不同的p(x)函数值的仿真实验,获得的结果相吻合.分析结果表明,FPRM协议能有效地分配无线传感器网络的信道资源,提高系统的传输质量.     

一种基于能量受限的移动 sink 数据收集策略

针对无线传感器网络中基于移动sink的节能数据收集问题,综合考虑传感器节点和移动sink的能耗,提出一种基于能量受限的移动sink数据收集策略（DC-ECMS）。 DC-ECMS包括3个阶段：①采用图论中最小支配集思想构建sink的驻留点;②采用蚁群算法规划sink访问驻留点的巡游路径;③sink沿规划路径周期性进行数据收集。仿真实验结果表明,DC-ECMS可有效延长网络寿命和提高网络的能量利用率,并且可扩展为多个sink进行数据收集,进一步延长网络寿命。     

脉冲式高效率LLC谐振变换电池充电器

结合快速脉冲充电方法,利用蓄电池经过瞬时放电去极化后受电能力较强的特点,同时结合蓄电池的脉冲充电曲线,合理选择谐振腔电压增益和谐振频率点,给出了一种LLC谐振式充电器的设计方法,解决了传统LLC谐振变换充电器轻载条件下效率低的问题,提高了充电器充电全过程的综合效率.方案在一个输入390VDC,输出48~75VDC,输出功率720 W的样机上得到验证,结果表明,充电器峰值效率达94.7%,最低效率89.4%,全过程的综合效率达92.3%.     

基于移动Agent的无线传感器网络中间件

无线传感器网络是近年来研究的热点问题,但面向应用的无线传感器网络缺乏统一开放的体系架构和简单、高效的开发接口,其应用系统往往不能根据需求灵活更新和扩展系统功能,因而阻碍了其进一步发展．本文引入了无线传感器网络中间件作为上层应用和底层系统之间的中间适配层,详细介绍了目前正在研究的几种无线传感器网络中间件技术：基于动态代码机制的中间件、虚拟机中间件以及基于移动Agent的动态网络中间件,深入比较了三种类型中间件技术的优缺点,得出了基于移动Agent的动态网络中间件相比于其它两种类型的中间件具有节省网络带宽、提高查询处理效率、开发接口简单统一等方面的优势．并在此基础上提出了基于移动Agent技术的无线传感器网络中间件DisWare的体系架构．该体系能实现一套低耗能、易扩展、易更新、跨平台的无线传感器网络应用系统,有利于网络应用开发的标准化．此外,DisWare极大丰富了网络的功能,提供拓扑控制、多跳路由、数据管理、安全管理等机制．最后通过DisWare数据管理的一个应用实例论证了其先进性．