王正才, 彭 红

(贵州轻工职业技术学院, 贵阳 550025)

0 引言

利用移动数据收集设备可提高无线传感网络 (Wireless Sensor Networks，WSNs)[1-2]的能效及数据传输效率。通过移动，收集设备靠近每个节点，提高数据收集效率，再将所收集的数据传输至控制中心。通过收集设备的移动，避免了节点与控制中心通信，节省了因传输数据所消耗的能量。

最近，基于无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)的飞行数据收集器受到广泛关注[3-5]。相比于地面数据收集器(例如，移动机器人)，UAV移动更方便。地面上的数据收集器移动容易受到障碍物影响。此外，利用UAV通信，增加了信号传输的可靠性[6]。

然而，由于UAV的车载能量有限，它的移动总体距离受限[7-8]。因此，UAV应当在收集所有节点数据后，能够有能量返程，这就涉及到UAV路由设计问题。因此，如何设计低能耗的UAV路由成为UAV领域的研究热点。

除了能耗，设计UAV路由还需考虑UAV的类型。按飞行平台构型，可将UAV分为固定翼和多旋翼无人机。相比于固定翼，多旋翼UAV可以在任意方向上移动，并且能在特定位置上盘旋。此外，通过优化UAV盘旋的位置，可以控制传感节点传输数据时的能耗和UAV遍历的距离。

研究人员针对UAV盘旋位置进行了深入研究[9-11]。文献[9]提出了“节点视觉”方法，让UAV遍布每个传感节点，使UAV与节点间的通信距离最小，但是该方法增长了UAV所遍历的路程。

为了缩短移动路程，文献[10-11]选用了部分节点作为簇头，UAV只遍历簇头。但是该方法增加了簇头节点的能耗。此外，该方法要求节点能够向簇头传输数据，若节点间不能直接通信的话，该方法就无法使用。……