無(wú)線(xiàn)可充電傳感器節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)與能量管理研究.pdf

1、能量是制約無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期的重要問(wèn)題。傳統(tǒng)低功耗的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，一般使用電池進(jìn)行供電。電池的周期性更換將大大提高網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的成本，且電池有限的能量也制約了整個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)運(yùn)行。為了使無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)的工作，本文從能量收集與能量管理兩方面展開(kāi)工作。本文設(shè)計(jì)了能夠主動(dòng)收集射頻能量的無(wú)線(xiàn)可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)，其中的無(wú)線(xiàn)可充電傳感器節(jié)點(diǎn)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(chǔ)上，以隨機(jī)事件捕獲

2、為背景，對(duì)無(wú)線(xiàn)可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量管理問(wèn)題進(jìn)行深入研究。
　　首先，開(kāi)發(fā)了一種無(wú)線(xiàn)可充電的傳感器節(jié)點(diǎn)，搭建了無(wú)線(xiàn)可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。無(wú)線(xiàn)可充電傳感器節(jié)點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了無(wú)線(xiàn)可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信，并完成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的搭建。
　　分析了無(wú)線(xiàn)可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)各種不同工作狀態(tài)

3、的能耗。在無(wú)線(xiàn)可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行能耗分析，得到了射頻能量發(fā)射器與無(wú)線(xiàn)可充電傳感器節(jié)點(diǎn)之間的能量傳輸模型，無(wú)線(xiàn)可充電傳感器節(jié)點(diǎn)的漏電模型，以及不同環(huán)境下無(wú)線(xiàn)可充電傳感器節(jié)點(diǎn)的采樣、計(jì)算、通信和初始化的能耗模型。
　　最后設(shè)計(jì)了面向隨機(jī)事件捕捉的能量管理的算法。在考慮節(jié)點(diǎn)捕捉概率的情況下，設(shè)計(jì)了單節(jié)點(diǎn)的調(diào)度方案。在此基礎(chǔ)上考慮雙節(jié)點(diǎn)與多節(jié)點(diǎn)的啟發(fā)式調(diào)度方案與同步調(diào)度方案，以及各個(gè)方案的捕捉概率及其上限。得到啟