能量受限的单移动设备无线充电调度算法

基于磁耦合谐振的多节点充电技术为解决无线传感网络的健壮性问题提供了潜在的解决方法。为了减少充电设备的移动能耗,保证充电规划的可调度性,结合磁耦合谐振的充电效率,采用蜂窝网状结构将网络分割成若干充电区域,提出了基于移动充电设备的无线传感器网络充电调度算法。由于实际的移动设备能量通常有限,在每个充电周期内综合考虑移动设备能量、节点剩余能量等,提出了自适应动态算法以自动选择k个充电区域。规划充电路径时,采用实时性较好的弹性网络算法来满足网络节点的充电需求。仿真结果表明,充电设备能量的大小会直接影响网络的总能量与最小剩余能量,算法在设备能量有限时能够最大化网络的最小能量,延长网络的生命周期。     

三维无线传感器网络寿命和动态路由算法

无线传感器网络(WSNs)寿命受到电池能量的制约,利用无线能量传输技术对传感器节点进行充电,可以解决无线传感器网络的能量问题.以三维无线传感器网络为研究对象,证明三维最短Hamilton回路为无线充电设备遍历网络中节点的最优路径,提出了网络的连续时变模型,并简化复杂度为多项式的离散T+1阶段线性规划模型.仿真结果表明:通过运算离散T+1阶段线性规划模型能够使无线传感器网络持续运行.     

无线可充电传感器网络能耗分级充电策略

在传统的无线传感器网络中,有限的电池能量会限制传感器网络的寿命,而在无线可充电传感器网络中,能量可以通过无线方式给传感器充电,延长传感器网络的寿命,利用充电小车等移动设备对无线传感器网络进行能量补充时,在一个充电周期内减小充电小车的移动总路径,可以有效减少经济成本,基于无线可充电传感网中各节点的能耗差异性,结合蚁群算法和对旅行商(TSP)问题的研究,提出了基于能耗分级的非固定周期和固定周期两种小车充电策略。仿真结果表明,与传统的充电策略相比,两种新策略均能有效减少充电小车的移动总路径。     

无线传感器网络节能探索与研究

无线传感器节点往往由电池供电,由于电池只能存储有限的能量,使得无线传感器网络注定寿命很短,因此,最大限度延长传感器设备的使用寿命是一个重要的研究方向和课题.在本次无线传感器网络节能探索研究中,分析了能量收集与管理策略,能量收集主要收集环境能源,如太阳能,通过超级电容实现能量的存储.能量管理主要通过能量预算让传感器节点处...     

基于强化学习的无线可充电传感网移动充电路径优化

无线传感器网络在环境感知、目标跟踪等方面占据了重要地位。为了能够及时地为传感器节点补充能量,提出了一种基于强化学习的低功耗、高能效的移动路径充电算法。无线传感器网络采用移动充电车对传感器节点进行充电,将Q-Learning算法与epsilon-greedy算法相结合,以最短路径依次完成所有传感器节点的充电。现有的相关研究通常忽略了传感器节点自身所能承受电量的最大值,容易导致传感器节点因充电过程中电量超出最大值而暂停工作,因此限制了移动充电车的充电时间。结果表明,所提移动充电策略的效用更高,与传统的Q-Learning算法和贪心算法相比,训练周期大幅度下降且实现了能量利用率最大化。     

一种基于谐振中继的可充电传感器网络移动能量补充方法

多跳无线能量传输技术已经成为延长无线传感器网络(WSN)寿命的有效手段。提出一种基于谐振中继的可充电传感器网络移动能量补充方法(TMWRN)。首先在整个网络中根据三角形外接圆性质部署谐振中继节点,然后,移动充电装置(MC)根据短距离优先的在线充电方式规划充电路径,并利用谐振中继器给多个传感器节点以多跳方式补充能量。最后模拟实验表明,TMWRN可以有效地降低MC的充电成本和节点失效率,延长网络寿命。     

无线传感器网络RCF-MAC协议研究

射频充电（ RFC）技术是一种通过基站发射射频电波为传感器节点补充电量的新兴技术。但在RFC无线传感器网络中,多基站同时发射能量时产生的能量干涉衰减现象会明显降低充电效率,此外,能量传输与数据通信共享信道会降低整个网络的吞吐量。针对上述问题,提出了RFC—MAC协议,为提高充电效率,将请求充电传感器节点周围的基站按距离分为两组,两组基站分时能量传输,以避免能量干涉衰减现象;传感器网络中设双信道,分别用于能量传输与数据通信,以提高网络的吞吐量。仿真结果表明：RFC—MAC协议显著提高了传感器节点的充电效率和平均网络吞吐量。     

用于智能电网的有差别射频充电传感器网络

针对应用于智能电网中的无线传感器网络(WSNs)节点能量受限问题,分析了基于无线射频充电技术的为传感器节点充电技术,改进了可持续无线充电传感器网络(SWRSNs),提出有差别射频充电传感器网络(DRRSNs)技术,增加节点的优先级设置,建立整数线性规划模型,用CPLEX求解模型确定标志性节点位置。求解数据表明:节点获得的能量平均提高105%,高优先级节点比低优先级节点平均多获得43%的能量,提高了节点的寿命,保证了WSNs的可靠性,但是路径访问效率平均降低了14%。     

无线可充电传感器网络中充电规划研究进展

传感器网络作为当代信息获取的重要手段之一,受到各国各界的广泛关注.在传感器网络中,能量问题一直是限制其广泛应用的重要约束和挑战.由于无线充电技术和智能移动节点的发展,使得综合使用这两种技术能够彻底解决传感器网络中的能量问题.这类采用无线充电方案的传感器网络称为无线可充电传感器网络.其中,充电规划影响无线可充电传感器网络在解决能量问题时的成本和效果,因此成为研究的热点.综述了最近几年无线可充电传感器网络研究中充电规划设计,从软、硬件层面的6个不同维度对这些方案进行分类概述和对比分析,总结在不同应用场景下进行充电规划设计的一般性思路,并通过3个实例进行演示,验证该设计思路的易用性和实用性.     

一对多充电方式下WRSN移动充电器驻点选择策略

能量问题是约束无线传感器网络发展的一大瓶颈,借助磁耦合谐振充电技术,可实现单个充电装置同时对多个传感器节点进行能量补充,从而提高网络充电效率,降低充电成本。现有的单对多充电方案往往忽略了磁耦合谐振充电技术的能量分配,对于移动充电器的停靠位置(即驻点)没有考虑发射线圈和接收线圈的互感对能量传输效率的影响。线圈之间的距离是影 响互感的关键物理因素。本文提出一种在线能量补充策略(OMRN)。该策略基于互感模型和连续平面上的重心法选址问题,根据线圈之间的距离找出移动充电器的最优驻点,让多个节点能量接收达到均衡,从而减少总充电时长,使充电效率最大化。     

为移动体域网供能的射频能量源布置方法

得益于无线能量传输技术的突破,体域网节点可以捕获射频能量源的无线电波能量进行充电,从而持续不间断地工作.对能量源数量和位置进行合理规划可以有效提高节点的能量捕获功率,降低部署成本.现有工作大多考虑节点静止情况下的能量源部署问题或通过概率统计模型转化为节点静止的情况,因此具有明显的局限性.考虑体域网应用背景下,携带可穿戴节点的用户具有特定停留-移动模式,基于该模型归纳了满足节点能量不中断概率要求的能量源优化布置问题,并将该问题的限制条件分解,转化为一个等价问题.分别基于贪婪算法和分治-粒子群算法设计了能量源优化布置算法.通过多组仿真实验,在不同参数下将两种算法与现有路径覆盖算法的性能进行了对比.实现结果表明,在满足节点能量不中断概率要求的前提下,分治-粒子群算法相比贪婪算法和路径覆盖算法更能节省能量源部署成本.     

基于方向决策的移动锚节点动态路径规划方法

在基于移动锚节点的无线传感器网络定位过程中,移动锚节点的路径规划问题对定位性能有着重要的影响,但现有的路径规划方法没有充分考虑到网络内未知节点的密度以及分布情况,定位效率低且成本大,因此提出了一种基于方向决策的移动锚节点动态路径规划方法CWDP(Dynamic Path Planning Based on Orientation Decision-Classed Weighted).首先网络内的未知节点根据连通度阈值对自身进行分级处理,当移动锚节点进入网络区域后,根据通信范围内未知节点的反馈信息,再利用分级权重系数实时决策下一目标的移动方向.仿真结果表明,该方法有效地提高了网络内未知节点的定位覆盖率和降低了定位误差,并节约了定位成本.     

基于时空协作的多移动充电器充电路径规划的研究

为解决大型无线可充电传感器网络中节点的实时充电问题,对具有多个移动充电器的网络进行了研究。在将网络公平划分为多个簇的基础上提出一种基于时空协作的多移动充电器实时充电算法STMA：通过联合考虑节点的空间位置和截止充电时间要求规划移动充电器的充电路径,在充电过程中及时获取最新的充电请求,并按照充电请求的紧急程度及时调整充电路径。仿真结果表明,采用STMA算法比单纯考虑时空要求的算法的能量利用率提高约14%,节点存活率提高约9%,更加适应节点的实时充电需求。     

无线可充电传感器网络中能量饥饿避免的移动充电

无线可充电传感器网络（wireless rechargeable sensor networks,简称WRSN）中,如何调度移动充电器（mobile charger,简称MC）,在充电过程中及时为传感器节点补充能量,尽量避免节点能量饥饿的同时降低MC充电代价及节点平均充电延迟,成为无线充电问题的研究挑战.大多数现有WRSN充电策略或是不能适应实际环境中传感器节点能量消耗的动态性和多样性,或是没有充分考虑节点及时充电问题和MC对充电响应的公平性,导致节点由于能量饥饿失效和充电策略性能下降.当网络中请求充电的节点数量较多时,节点能量饥饿现象尤为明显.为此,研究了WRSN中移动充电的能量饥饿问题,提出了能量饥饿避免的在线充电策略（energy starvation avoidance onlinecharging scheme,简称ESAOC）.首先,根据各节点能量消耗的历史统计和实时值计算当前能量消耗率.接着,在调度MC时,根据当前能量消耗率计算各请求充电节点的最大充电容忍延迟和当某节点被选为下一充电节点时各节点的最短充电等待时间,通过比较这两个值,始终选择使其他待充电节点饥饿数量最少的节点作为充电候选节点以尽量避免节点陷入能量饥饿.仿真分析表明：与现有几种在线充电策略相比,ESAOC不仅能有效解决节点的能量饥饿问题,同时具有较低的充电延迟和充电代价.     

多节点部分充电模型下的充电调度优化

在无线可充电传感器网络中,针对移动充电车采用多节点部分充电模型在充电调度过程中往复行驶,导致充电时间增加的问题进行了研究。提出一种新颖的多节点部分充电模型,从全局优化移动充电车在每个充电位置的充电时间,保证每个能量临界的传感器被充满电。同时提出AlgMinTime算法进行路径规划,确定移动充电车的充电环路以及对应位置的充电时间,使得环路上总充电调度时间最小化。最终通过仿真实验评估所提出算法的性能。实验结果表明,所提算法的充电调度平均环路时间相较于SOTA算法缩短9.8%。     

无线传感网中移动节点的自适应定位算法

介绍了一种在无线传感网中针对移动节点的自适应定位算法,通过建立移动节点运动模型,借助运动模型估计信息辅助移动节点的定位,解决了只有2个或1个信标节点的无法定位的问题,本算法能够适应不同移动节点的运动状态,动态地调整定位时间间隔,从而既能提高节点定位的精度,也能在保证定位误差的情况下降低定位频率,节省定位能量的消耗,延长整个无线传感网的生存时间。     

基于遗传算法的资源交互路由优化

为降低MP2P网络中各移动节点对资源索引表的维护代价,充分利用网络中的边缘资源,实现移动任务的并行处理,提出基于遗传算法的移动资源交互路由优化技术。该技术能使移动节点在交互过程中,主动适应由移动对象间的相对运动带来的通信路由的动态变化,并能以较小代价搜寻到处于不断变化中的最优路由。实验结果表明,该算法的查找延迟接近理论值,且有较低的链路占用率。     

基于一种虚拟骨干网环境下的移动能量补充策略

在无线传感器网络中,骨干网可方便地实现数据聚合,有利于达到能量高效的数据收集,但是其面临着骨干节点能量消耗过快,易出现因节点能量耗尽而导致骨干网连接中断的问题.为了保证网络能够持续高效的运行,一种基于虚拟骨干网的移动能量补充策略VBMERS(Mobile Energy Replenishment Strategy with Virtual Backbone)被提出来解决网络中骨干节点的能耗过快问题,同时也兼顾对非骨干节点的能量补充.VBMERS策略根据待充电传感器节点当前的通信量计算其优先级,始终选择优先级最大的节点作为充电候选节点以尽量给负载大的节点优先充电,从而避免节点快速进入能量饥饿状态.仿真结果显示,VBMERS策略能有效的解决节点的能量饥饿问题,降低了节点的失效率,进而延长了传感器网络的生存周期.     

无线Ad hoc网络路由协议的分析比较

无线adhoc的路由算法是adhoc领域的研究难点。论文分析了四种路由协议DSDV、CGSR、AODV、DSR的机制,并进行了网络模拟试验,在网络时延、吞吐量、路由开销、平均跳数等方面进行了对比。试验结果表明按需路由在无线adhoc网络环境下具有更好的性能。