無線可充電傳感器節(jié)點開發(fā)與能量管理研究.pdf

1、能量是制約無線傳感器網(wǎng)絡生命周期的重要問題。傳統(tǒng)低功耗的無線傳感器網(wǎng)絡，一般使用電池進行供電。電池的周期性更換將大大提高網(wǎng)絡維護的成本，且電池有限的能量也制約了整個無線傳感器網(wǎng)絡的可持續(xù)運行。為了使無線傳感器網(wǎng)絡可持續(xù)的工作，本文從能量收集與能量管理兩方面展開工作。本文設計了能夠主動收集射頻能量的無線可充電傳感器網(wǎng)絡，其中的無線可充電傳感器節(jié)點能夠?qū)⑹占降纳漕l能量轉(zhuǎn)換為直流能量給自身供電。本文在調(diào)研能量管理技術(shù)的基礎上，以隨機事件捕獲

2、為背景，對無線可充電傳感器網(wǎng)絡的能量管理問題進行深入研究。
　　首先，開發(fā)了一種無線可充電的傳感器節(jié)點，搭建了無線可充電傳感器網(wǎng)絡平臺。無線可充電傳感器節(jié)點能夠收集射頻能量發(fā)射器傳輸?shù)纳漕l能量，并將其轉(zhuǎn)換為直流能量給自身供電。主要包括能量轉(zhuǎn)換模塊，徼處理器模塊，傳感器模塊以及通信模塊。MIWITMP2P的協(xié)議標準實現(xiàn)了無線可充電傳感器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)通信，并完成了整個網(wǎng)絡平臺的搭建。
　　分析了無線可充電傳感器網(wǎng)絡各種不同工作狀態(tài)

3、的能耗。在無線可充電傳感器網(wǎng)絡的平臺上，通過實驗的方法進行能耗分析，得到了射頻能量發(fā)射器與無線可充電傳感器節(jié)點之間的能量傳輸模型，無線可充電傳感器節(jié)點的漏電模型，以及不同環(huán)境下無線可充電傳感器節(jié)點的采樣、計算、通信和初始化的能耗模型。
　　最后設計了面向隨機事件捕捉的能量管理的算法。在考慮節(jié)點捕捉概率的情況下，設計了單節(jié)點的調(diào)度方案。在此基礎上考慮雙節(jié)點與多節(jié)點的啟發(fā)式調(diào)度方案與同步調(diào)度方案，以及各個方案的捕捉概率及其上限。得到啟