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一种按需多节点优先级充电调度算法

2021-07-19水九生

电子科技 2021年8期

水九生,王 然

(杭州电子科技大学 计算机学院,浙江 杭州 310018)

在无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)中,传感器节点通常由容量有限的电池供电,这限制了网络的持久运行。近来,无线能量传输(Wireless Energy Transfer,WET)技术为延长网络寿命带来了新的思路,相比于能量收集技术[1-2],WET更加稳定和高效。例如,文献[3]基于磁共振耦合研发出了一种在不需要插头与电线的条件下,即可在一定距离内(2 m)实现稳定高效能量传输的技术,且能量传输是全向的。现有工作通常借助WET技术使用移动充电器(Mobile Charger,MC)为传感器无线充电[4-6],这种网络被称为无线可充电传感器网络(Wireless Rechargeable Sensor Networks,WRSNs)。而在WRSNs中调度MC为传感器充电是一个关键的问题,即移动充电调度问题。

目前的工作大多数都是周期性充电方案[7-9],即MC以定期的方式重复为网络中的所有节点充电。然而实际中的网络是高度动态变化的,周期性充电通常会导致充电性能降低以及节点的死亡。考虑到这些缺点,文献[10~14]提出了按需充电调度方案,即允许MC只为发送充电请求的节点服务。然而,目前几乎所有的按需充电方案都是基于一次只为一个节点充电的单节点充电模型,这导致充电效率低且可扩展性差。文献[15]研发了一种增强技术,可以同时向多个设备执行无线能量传输,并证明了对多个设备同时充电的整体输出效率优于对每个设备单独充电的输出效率。

现有的按需充电方案一般都假设传感器具有相同或随机的能量消耗率[10,14],这与实际情况不相符。实际上,离基站距离越近的传感器能量消耗率通常较大;……

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