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基于定向充电模型的最大化网络累计充电增益

2021-06-01章豪,王然

电子科技 2021年6期

章 豪,王 然

(杭州电子科技大学 计算机学院,浙江 杭州 310018)

在无线传感器领域中,无线能量传输技术的出现与发展为解决传感器节点充能问题提供了新的思路,保证了网络的正常工作。无线能量传输技术与从所处环境中得到能量的技术不同[1-3]。无线能量传输技术通过在网络中部署调度移动充电小车对传感器进行无线充电,能够更加稳定地为网络充能,提高了充电效率[4-6]。

随着技术的进步,将能量传输形式抽象为单对单充电和单对多充电两种模型。单对单充电模型指充电器每次只对单个节点充电,该模型使用电感耦合技术[7-8],其有效充电距离一般在20 cm以内,需近距离进行能量传输。单对多充电模型指充电器同时为多个节点充能,可分为全向无线充电和定向无线充电。全向无线充电采用磁共振耦合技术,不受充电方向限制。文献[9]通过实验证明了能量可以在磁共振体之间进行传输,并且不需要任何媒介。例如,为2 m外的一盏60 W白炽灯供电的效率可以达到40%。定向无线充电要求节点在一定的距离与角度范围内,该模型采用电磁波辐射技术,在能量传输及接收设备中使用高增益定向天线,提高了能量传输效率,使其覆盖距离更远,例如毫米波蜂窝网络[10]。

研究人员对于定向无线充电模型进行了研究与应用。文献[10]研究了部署固定数量充电器的方式,最大化网络中节点能够接收到的充电效率。文献[11]假设网络所使用的节点接收能量也受方向限制,节点和充电器必须处于相对方向才能够进行能量传输。……

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