黄晓甫 林秋兰 赵敬宣

(北方工业大学信息学院,北京 100144)

0 引言

步入新世纪以来,5 G技术的推广应用带动了可充能传感器网络技术的发展,可充能传感器网络在人们的日常生活中越来越普及。部署在野外的传感器网络为野外监测系统,通常由分布在环境中的多个传感器节点,通过节点单跳或多跳的方式连接到网关或基站,实现数据的传递和转发,实现环境的远程监测。大大提高了为人们提供智能化服务的能力,方便了人们的生活。本文主要关注近年来越来越被重视的一个应用领域:可充能传感器网络在野外环境监测方面的应用场景[1-4]展开研究。

1 可充能传感器硬件结构

如图1展示了一个可充能传感器网络的体系结构,传感器节点部署在感测区域对环境状态(如CO2、氮氧化物、温湿度等空气指标)进行监测、汇聚节点通过互联网将收集到的数据转发到用户端。可充能传感器网络由众多可充能传感器节点组成,每个可充能传感器节点主要由四大模块组成,分别是能量供应模块、处理器模块、传感器模块射、频通信模块。

图1 可充能传感器网络体系结构Fig.1 Architecture of rechargeable sensor network

(1)能量供应模块。能量供应模块将可再生能源(如太阳能、风能、水能等)转换为电能为节点提供能量,使传感器能够在人烟稀少或者人类无法到达,并且需要进行环境监测的地方(如偏僻、危险的区域),依赖于自身的储能和可再生能源,为节点工作供电。节点的充能和储能越多,节点工作时间越长。……