移動(dòng)充電設(shè)備能量受限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)充電策略.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)經(jīng)常部署在自然環(huán)境相對惡劣或是人員較難到達(dá)的區(qū)域內(nèi)，如沙漠、水下等，絕大部分應(yīng)用場景都不具備架設(shè)有線供電設(shè)施的條件。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，傳感器節(jié)點(diǎn)更多的是依賴電池進(jìn)行工作，這也就意味著在得不到外界能量補(bǔ)充的時(shí)候，傳感器網(wǎng)絡(luò)終將死亡。采用人工方式對大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)更換電池經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性不佳，傳統(tǒng)的從環(huán)境中汲取能量的方式局限性較大，而新興的無線充電技術(shù)為延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命提供了新的解決方案。
　　裝有無線能量收

2、集裝置的無線傳感器節(jié)點(diǎn)與可移動(dòng)無線充電設(shè)備(MWC)一起構(gòu)成可充電無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可移動(dòng)無線充電設(shè)備可在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)自由移動(dòng)并為節(jié)點(diǎn)充電，MWC需采用合理的充電策略才能盡可能的延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命。本文以二維無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為對象，以MWC服務(wù)完網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)至少一次時(shí)MWC行駛的總路程最小為優(yōu)化目標(biāo)，在MWC受到最大可行駛路程約束和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能量流約束的情況下建立問題模型，并設(shè)計(jì)了一種基于螞蟻-Q算法的AQ-LMTD算法，對問題進(jìn)行了求解。在

3、仿真平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別在12種不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中為網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行30個(gè)周期的充電。實(shí)驗(yàn)表明，AQ-LMTD算法無論是在成功率上還是在MWC的總行駛路程方面都顯著優(yōu)于Greedy算法:AQ-LMTD算法成功率比Greedy高出48.3％，AQ-LMTD算法計(jì)算得出的MWC總行駛路程比Greedy平均減少了36.3％。
　　進(jìn)一步的，考慮實(shí)際環(huán)境中，MWC為節(jié)點(diǎn)充電的能量和行駛的能量都不是無限的，由此假設(shè)MWC用來驅(qū)動(dòng)MWC進(jìn)行游走和為其他節(jié)

4、點(diǎn)充電的能量來源于同一個(gè)能量源，稱之為MWC的總能量，以MWC服務(wù)完網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)至少一次時(shí)MWC消耗的總能量最小為優(yōu)化目標(biāo)，在MWC受到最大總能量約束和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能量流約束的情況下建立問題模型。同時(shí)，提出一種“均衡化”的充電策略，旨在通過充電的方式將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的剩余生命周期盡量均衡，在盡可能避免有節(jié)點(diǎn)比其他節(jié)點(diǎn)更早死亡的同時(shí)，合理分配充電能量與行駛能量。由此，提出一種基于改進(jìn)的最大最小蟻群算法與“均衡化”策略的MMES-LME算法求解