摘要：提出了一种节点分级策略(node classification strategy,NCS)。根据传感器节点通信数据量和对应的能耗,首先建立传感器节点耗能率模型,然后结合传感器节点耗能率大小和空间距离信息来选择待充电传感器节点,从而提高充电响应的公平性。另外,传统充电算法默认将电池电量补充至最大值,导致被充电的传感器节点个数有限。本文设计了部分充电算法(partial charging algorithm,PCA),通过优化充电值使得充电后既能保证传感器节点工作的电量开销,又能让WCR的有限电量被合理分配给更多有能量需求的传感器节点。最后,仿真实验表明,提出的充电算法NCPCA(node classification and partial charging algorithm)能有效降低网络中传感器节点死亡率,提高WRSNs的工作性能。

摘要：传感器网络作为当代信息获取的重要手段之一,受到各国各界的广泛关注.在传感器网络中,能量问题一直是限制其广泛应用的重要约束和挑战.由于无线充电技术和智能移动节点的发展,使得综合使用这两种技术能够彻底解决传感器网络中的能量问题.这类采用无线充电方案的传感器网络称为无线可充电传感器网络.其中,充电规划影响无线可充电传感器网络在解决能量问题时的成本和效果,因此成为研究的热点.综述了最近几年无线可充电传感器网络研究中充电规划设计,从软、硬件层面的6个不同维度对这些方案进行分类概述和对比分析,总结在不同应用场景下进行充电规划设计的一般性思路,并通过3个实例进行演示,验证该设计思路的易用性和实用性.

摘要：为在无线可充电传感器网络中部署尽量少的充电器实现充电代价最小化,根据传感器节点的位置关系和拓扑特征设计2种无线充电器位置优化算法:近似算法与聚类分区算法。采用分割技术将网络划分成若干个网格的形式,分别求解每个网格内最少充电器数目,并通过移位策略减少充电器数目,提出近似比为(1+ε)的近似算法。同时,采用贪心思想进行聚类分区,结合最小包围圆算法提出聚类分区算法。复杂度分析与仿真结果表明,2种算法都能准确求解出充电器的位置,其中聚类分区算法部署的充电器数目更少,并且时间复杂度更低。

摘要：针对在可充电的传感网络中节点能量损耗的问题,提出一种使用移动充电小车给待充电节点进行充电的方法。首先,建立移动充电小车给传感网络节点进行充电的模型,提出了充电电池的能量利用率的概念;其次对于提出的模型,分别在离线和在线两种模式下设计了离线启发式算法和在线启发式算法;最后通过仿真实验数据对比了离线和在线这两种大小不同规模环境的充电利用率,分析离线和在线模式在大规模环境中充电周期和充电电池总能量对充电利用率的影响。理论分析和实验仿真表明,与在线模式相比,离线模式的充电利用率平均提高了近13个百分点;而在大规模环境的一定范围内,离线和在线的充电利用率随着充电时间和电池总能量的增长而呈线性式增长。所提算法考虑到了小车充电能量的限制,更加贴近现实环境,可以提升充电电池利用率,提高传感网络的工作效率。

摘要：多数的充电方案采用移动小车对感测区域中传感器节点进行按需充电,但移动小车的移动受限于速度和地形。无人机能克服小车的限制因素,但其携带的电池容量较小。综合考虑小车和无人机的优缺点,提出了协作式充电方案。该方案采用一部小车配备数部无人机为传感器节点进行充电服务,并设计相应的充电调度算法。最后,在三种网络情形下进行大量的仿真实验来分析和比较所提充电方案的性能。

摘要：基于谐振中继的多跳无线充电技术有利于提高无线可充电传感器网络(WRSN)的能量补充效率,提出了如何以最少的谐振中继器实现对WRSN中节点的完全多跳充电覆盖这一问题,并给出了一种能实现对传感器节点完全多跳充电覆盖的中继器部署方法(TRLDS)。利用基于多跳充电有效距离确定的蜂窝网格划分整个网络,在每个网格的中心部署一个中继器以确保完全多跳充电覆盖。设计了一组规则来删除冗余中继器,优化必要保留的中继器的位置以提高充电效率。仿真实验表明:提出的方法以较少数量的中继器达到了对传感器节点的完全多跳充电覆盖,以较低的成本实现对WRSN的高效能量补充。

摘要：近年来,通过引入移动设备(ME)为无线传感器网络(WSNs)进行无线充电和数据收集成为一个研究热点。传统方法一般先根据节点的充电需求优先级确定移动路径,再根据该路径依次对节点进行数据收集。该文同时考虑充电需求和数据收集两个维度,以最大化ME的总能量利用率和最小化数据收集平均时延为目标,建立多目标一对多充电及数据收集模型。在ME携带的行驶能量和充电能量不足的前提下,设计路径规划策略和均衡化充电策略,并改进多目标蚁群算法对该文问题进行求解。实验结果表明,该文算法在多种场景下的目标值、Pareto解的数量、Pareto解集的均匀性、分布范围等性能指标均优于NSGA-II算法。

摘要：多跳无线能量传输技术已经成为延长无线传感器网络(WSN)寿命的有效手段。提出一种基于谐振中继的可充电传感器网络移动能量补充方法(TMWRN)。首先在整个网络中根据三角形外接圆性质部署谐振中继节点,然后,移动充电装置(MC)根据短距离优先的在线充电方式规划充电路径,并利用谐振中继器给多个传感器节点以多跳方式补充能量。最后模拟实验表明,TMWRN可以有效地降低MC的充电成本和节点失效率,延长网络寿命。

摘要：针对无线可充电传感器网络中无线充电设备(WCE)兼顾充电和数据收集的情况,提出了联合无线充电和数据收集的周期性充电规划问题,并证明了该问题是NP-complete问题.首先分析了无线充电和数据收集对WCE路径规划的影响,根据传感器节点当前的剩余能量和数据量计算出WCE需要停留的时间;然后证明了最优方案是在周期时间最大化的前提下获得的;最后设计出多种群离散烟花算法(MFWA)求解该问题.在Matlab R2016a中生成不同节点数目的网络场景进行仿真,结果表明,MFWA算法的性能优于DFWA算法.

摘要：针对传统电池供电系统能量有限问题,提出一种大范围无线可充电传感器网络(WRSNs)的数据路由和无线充电算法.以无线感知识别平台为基础,利用等边三角形的强覆盖性,并综合考虑网络路由协议和无线充电器特性对节点能量的影响,提出一种基于六边形路径的动态无线充电算法(IJRC_HP).算法包括两部分:依据充电器特性设计数据路由方法,使得能量接收功率高的节点承担更多的通信任务;依据该路由的特点设计充电方案,为能耗速度快的节点分配更多的充电时间.与等边三角形算法(TRIANGLE)、GRID算法进行仿真对比,实验结果表明,IJRC_HP算法在网络寿命提升、能量均衡、充电器移动效率和节点平均充电延时等方面具有优越性.