基于ANN的能量采集无线传感器网络中继选择策略

能量采集无线传感器网络(EH-WSN)中继节点的能量补给来源与选择算法是制约网络生命周期的关键因素。为提升EH-WSN可再生能源利用率与中继选择效率，引入配有太阳能电池板与电网供能的能量节点(EN)，采用解码转发中继协议与改进的功率分割接收机传输模型，构建多中继EH-WSN协同通信模型。基于二维线性相控阵天线实现EN对中继节点的定向无线能量补给，根据EN能量的不同来源动态调整充能策略，提出最大化网络生命周期下的优化中继选择算法。建立基于人工神经网络(ANN)的中继选择模型，结合反向传播算法与交叉熵函数对模型结果进行修正。仿真结果表明：采用EH-WSN优化中继选择算法的网络生命周期相比于无线携能传输(SWIPT)的WSN增长62%，可再生能源利用率单天最高可达21%；基于ANN模型的中继选择结果准确率可达90%、选择效率提高92%，相比于具有遍历性的EH-WSN优化中继选择算法计算复杂度更低、实时性更高。