一种智能电网中基于优先充电机制的节能汇聚路由方案

谈

(南京信息工程大学 计算机与软件学院,南京 210044)

0 概述

在智能电网中,安全性、可靠性和高效性是电力服务的目标,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在监测范围、成本、监测粒度、鲁棒性等方面都能很好地满足需求,但其存在无线传感器节点电池能量受限的问题。要将无线传感器网络应用于智能电网中,就需要研究能量效率和能量捕获的相关技术。

能量捕获技术对智能电网的长期发展具有重要意义。但智能电网中的主电源很难直接被无线传感器节点使用。目前有很多文献针对无线传感器网络的节能问题提出了解决方案。在能量捕获方面的研究包括利用风能、太阳能、震动能量、射频(Radio Frequency,RF)能量等实现能量转换[1-4]。考虑到能量转换的便利性和无线传感器节点的特性,RF能量捕获技术理论上可以为节点永久性供能,对能量捕获中的溢出情况进行监测[5],提高智能电网的自主性并用于对其进行长期监测[6]。

在利用RF给无线传感器网络充电的研究方面,文献[7]研究了RFID标签充电时最小化网络中的静态阅读器数量问题。文献[8]论述了在RF充电器访问每个节点时,如何实现该类功率发射器的最优路径问题。在文献[9]研究的移动充电器方案中,在有鲁棒性充电要求时实现了访问移动充电器的地标数最小化。以上文献尚未综合考虑数据传输效率和RF能量捕获的优先机制问题。

在RF能量捕获技术中,无线传感器网络中节点的部署及传输中的路由选择会影响到能量捕获及数据传输效果。……