无线可充电传感器网络混合移动充电调度研究*
2021-11-12赵传信陈思光
传感技术学报 2021年9期
张 娜,赵传信*,陈思光,邵 星,王 杨
(1.安徽师范大学计算机与信息学院,安徽 芜湖 241002;2.南京邮电大学物联网学院,江苏 南京 210003;3.盐城工学院计算机学院,江苏 盐城 22405)
由大量的微小电子设备组成的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)在环境监测、工业智能制造、智慧城市等诸多领域得到广泛应用。然而受限于电池容量,能量问题一直是限制WSN应用的难题应用的难题[1-3]。为了解决能量受限问题,研究人员设计节能路由协议[4]或网络编码[5]来降低传感器节点的能耗,或者利用能量收集器收集周围的环境能量(如电磁能、风能、光能等),并将其转化为电能给电池充电[6]。然而节能路由等技术仅能有限延长工作时间,自然可再生资源的捕获比较困难,且获取能量并不稳定。
近年来,通过无线能量传输技术延长传感器网络寿命已经引起国内外广泛关注,可以通过静态部署无线充电器或者移动无线充电器对传感器节点进行能量补给[7-8]。静态部署无线充电器需要在网络中部署较多充电器[9],移动充电器需要规划充电路径。在多数移动充电解决方案中,移动充电车定期进行充电巡行,并访问每个WSNs节点[10-12]。目前移动充电研究方法主要为周期性充电调度[13]和按需实时充电[14]。周期性充电在每个周期固定巡游路径对节点进行能量补给,按需充电只对发出请求的节点进行充电。周期性方案调度移动充电器定期访问节点,为了减少路径代价,移动充电器通常沿最短的哈密顿环运行[15]。
Xie等人假设充电器拥有充足的能量,移动充电器从基站出发,以确定的路径对每个传感器节点进行无线充电,然后返回基站完成一次旅行[16]。……
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