面向无人机协助的WSNs 的数据收集策略*

李春若邹子贤

(江西财经职业学院南昌校区信息中心，江西 南昌331700)

节点能量有限阻碍了拓展无线传感网络(Wireless Sensor Networks，WSNs)的应用[1]。 部署在恶劣或者特殊环境中的节点，即使电池电量消耗殆尽，也很难再给节点充电或者更换电池。 作为一项新兴技术，能量捕获有望成为解决WSNs 能量受限问题的希望[1]。

相比于太阳能、风能等绿色能源，节点从空间中的射频信号中捕获能量更稳定。 太阳能、风能随环境变化的波动较大，捕获的能量不稳定。 节点通过从射频信号中捕获能量，进而对电池充电是补给节点能量的不错选择。 实验表明，当Powercast 射频发射机以915 MHz 的频率工作时，在距离发射机11 m的射频信号中可以捕获3.5 mW 的无线功率[2]。

因此，将射频能量捕获(Radio Frequency Energy Harvesting，RF-EH)技术[3]应用于WSNs，可以缓解节点能量受限问题，拓展WSNs 的应用。 如无线电能传输(Wireless Power Transfer，WPT)、同步信息和电能传输(Simultaneous Information and Power Transfer，SIPT)均是目前被广泛关注的RF-EH 技术。

多数WSNs 应用要求节点将自己感测的数据传输至信宿(Sink)。 因此，有效的数据收集策略可提升WSNs 的扩展性和效率。 近期，由于移动便捷、部署灵活，无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)通信已成为满足下一代蜂窝用户需求的有效技术[4-5]。

将UAVs 用于WSNs，通过UAVs 收集数据，可提高降低数据传输时延，提高数据传输效率。 因此，基于UAV-协助的WSNs 受到研究者的广泛关注[6-9]。

然而，由于位于同区域的节点所感测的数据具有相似性，若每个节点都借助UAV 向Sink 传输数据，多数能量将浪费于这些相似数据的传输。 在多数场景，邻居节点感测的数据存在相似性，这些数据存在一定的冗余。……