无线可充电传感器网络中的移动充电调度算法

摘要

无线传感网络作为现代化信息时代的一项重要的革命性的技术，自诞生以来都受到诸多学者的关注，在军事、交通、生物监测、医疗等领域起到了不可替代的作用。然而节点电池电量限制了传感网络的工作时间，如何为节点补充电量并维持网络正常运行是一个关键问题。本文研究应用移动小车搭载无线充电器为传感节点补充能量，提出了无线可充电传感器网络的模型和充电调度方法，在提高充电效率的同时，解决了传感节点生存期有限的问题。
　　针对在可充电的传感网络中节点能量损耗的问题，提出一种使用移动充电小车给待充电节点进行充电的方法。首先，建立移动充电小车给传感网络节点进行充电的模型，提出了充电电池的能量利用率的概念；其次对于提出的模型，分别在离线和在线两种模式下设计了离线启发式算法和在线启发式算法；最后在仿真实验的数据下，对比了离线和在线这两种大小不同规模的环境下的充电利用率，分析离线和在线了在大规模环境中充电周期和充电电池总能量分别对充电利用率的影响。理论分析和实验仿真表明，与在线模式相比，离线模式的充电利用率平均提高了近13%；而在大规模环境的一定范围内，离线和在线的充电利用率随着充电时间和电池总能量的增长而呈线性式增长。除此之外，在离线模式下规模比较大的环境中，基于充电效率和按需分配能量的思想补充了一个离线式的启发式算法，该算法通过仿真实验证明在一定程度上提高充电电池的能量利用率。所提算法考虑到了小车充电能量的限制，更加贴近现实环境，同时提升充电电池利用率，提高传感网络的工作效率。

目录

声明

专用术语注释表

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2课题来源及论文的主要工作

1.3论文的结构安排

第二章 可充电传感器网络相关技术

2.1无线可充电传感器网络

2.2无线能量传输技术概述

2.3无线能量传输应用于无线可充电传感网络

2.4本章小结

第三章 无线可充电传感器网络中两种模式的充电算法研究

3.1引言

3.2模型和问题定义

3.3无线充电算法的设计

3.4仿真系统的设计

3.5仿真结果与分析

3.6本章小结

第四章 离线模式大规模无线可充电传感器网络算法

4.1引言

4.2大规模的可充电传感网络的模型

4.3离线模式下大规模的可充电传感网络算法的设计

4.4仿真结果与分析

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢