基于射頻能量收集技術(shù)的移動(dòng)充電與感知系統(tǒng).pdf

1、傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一般僅使用電池作為能量供給，由于電池的儲(chǔ)能有限且供給方式單一，能量供給已成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最大瓶頸。為了擺脫節(jié)點(diǎn)供能不足的約束，同時(shí)滿足傳感器數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)需求，本文設(shè)計(jì)了一種基于射頻能量收集技術(shù)的移動(dòng)充電與感知系統(tǒng)，其中可充電傳感器節(jié)點(diǎn)能夠主動(dòng)收集并轉(zhuǎn)換射頻能量為自身供能;為了便于能量源到達(dá)三維空間節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，同時(shí)提高能量源的工作效率，本文利用智能無人機(jī)搭載攜帶能量源以及數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)到達(dá)待充電位置，為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輻射充

2、電并實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā);在滿足所有節(jié)點(diǎn)充電需求情況下，本文研究能量源的最佳移動(dòng)控制策略，基于投影定理和聚類算法，提出了一種嵌套的TSP路徑選擇算法。
　　本文首先設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于射頻能量收集的可充電傳感器節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)采用遠(yuǎn)場無線充電的方式進(jìn)行能量傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)自主收集環(huán)境中的射頻能量，并將射頻能量轉(zhuǎn)換為直流電壓從而為整個(gè)節(jié)點(diǎn)持續(xù)供電。通過多次實(shí)驗(yàn)測試，建立了節(jié)點(diǎn)的無線充電接收功率的數(shù)學(xué)模型。
　　然后開發(fā)了基于智能無人機(jī)的移動(dòng)

3、充電與感知系統(tǒng)。無人機(jī)搭載能量源，按照設(shè)定的路徑為能量耗盡的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電，本文所設(shè)計(jì)的射頻發(fā)射器可支持15m充電距離，實(shí)現(xiàn)對三維空間待充電節(jié)點(diǎn)高效能量補(bǔ)給，尤其適用于偏遠(yuǎn)、危險(xiǎn)及人工難以到達(dá)地域的待充電節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，利用數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)搭建了從節(jié)點(diǎn)到云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示與存儲(chǔ)。在完成整個(gè)系統(tǒng)搭建的基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用于兩個(gè)實(shí)際的工程項(xiàng)目，并取得了很好的測試結(jié)果。
　　本文最后研究了三維空間移動(dòng)能量源的充電調(diào)度