【摘 要】
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无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在不同的领域有着广泛的应用潜力。传统的WSN一般由电池供电,然而一旦节点的电量耗尽,节点就会失效。在很多应用场景中,更换节
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无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在不同的领域有着广泛的应用潜力。传统的WSN一般由电池供电,然而一旦节点的电量耗尽,节点就会失效。在很多应用场景中,更换节点电池是很麻烦甚至是不可能的。近些年来,具有捕获环境中能量的WSN越来越受到重视。其中,射频能量捕获无线传感网(Radio Frequency Energy Harvesting Wireless Sensor Network,RF-EHWSN)是较有潜力的一种。本文考虑由专有射频能量源(Energy Transmitters,ETs)来供电的RF-EHWSN。在所考虑的RF-EHWSN中,一方面,ETs成本较高,另一方面ETs的部署位置很大程度地决定节点的能量捕获功率,所以如何部署尽可能少的ETs来保证网络中的传感器节点能够正常工作是一个值得研究的问题。本文针对节点的能量捕获功率需求不相同的RF-EHWSN,研究其ETs部署问题。主要研究内容和创新工作有:(1)研究如何部署全向(即射频能量朝所有方向辐射)ETs,从而满足所有节点的能量捕获输出功率需求并且最小化ETs数目。首先建模出该最少化ETs布置问题,为深入了解该问题提供理论基础。然后提出了一种复杂度较低的贪婪式ETs布置方法和一种复杂度略高些的基于粒子群优化的ETs布置方法。(2)研究如何部署有向ETs,从而满足所有节点的能量捕获输出功率需求并且最小化ETs数目。首先建模出该最少化ETs布置问题,然后提出了一种贪婪式ETs布置方法和一种复杂度较低随机式ETs布置方法。上述所提出的方法不仅具有可以接受的计算复杂度,又能够找出满足节点能量捕获需求的数目较少的ETs部署方案。
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