【摘 要】
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无线充电是解决无线传感器网络所面临能源限制问题的一项极具前景的技术。最近研究表明,在无线可充电传感器网络中引入谐振中继器来实现对传感器节点的多跳充电,可显著地延伸
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无线充电是解决无线传感器网络所面临能源限制问题的一项极具前景的技术。最近研究表明,在无线可充电传感器网络中引入谐振中继器来实现对传感器节点的多跳充电,可显著地延伸移动充电装置的充电距离,降低节点的充电时延,从整体上提高充电效率。考虑到网络成本的因素,在网络中部署有限数量的中继器来实现对传感器节点的充电覆盖,从而提高网络的充电效率,是本文研究的重点。在本文中,我们关注的重点是充电中继器的位置规划问题。由于多跳充电效率受能量的有效传输距离和能量中继跳数两方面因素的影响,因此本文提出两种不同的解决方案来优化中继器的位置,实现提高网络充电效率的目的。具体如下:第一,提出一种新的部署谐振中继器的位置方法(TMWRN)。在本文中,提出利用三角形外接圆性质和两节点的中点性质来确定中继器的充电位置,能够以较少数量的中继器来实现对网络中传感器节点的充电覆盖。模拟实验表明,TMWRN可以有效地提高网络的充电效率和降低移动充电装置的充电成本,实现网络的可持续性运行。第二,在上述方案中,部署充电中继器时,仅考虑单一充电中继器对节点的充电覆盖,未曾考虑中继器对节点的完全充电覆盖问题。为了解决上述充电方案存在的问题,本文提出了如何以最少的谐振中继器实现对无线可充电传感器网络中节点的完全多跳充电覆盖这一问题,并给出了一种能够实现对传感器节点完全多跳充电覆盖的中继器部署方法(TRLDS)。首先利用基于多跳充电有效距离确定的蜂窝网格划分整个网络,在每个网格的中心部署一个中继器以确保完全多跳充电覆盖。其次,我们设计了一组规则来删除冗余中继器,同时优化必要保留的中继器在网格中的位置以提高充电效率。仿真实验表明,本文提出的方法能够以更少的充电中继器实现对节点的完全充电覆盖,能够以较低的成本实现对无线可充电传感器网络的高效能量补充。
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