一种高效低能耗移动数据采集与无线充电策略∗

钟 萍,徐爱昆,张艺雯,李亚婷,张一鸣,黄家玮,王建新

1(中南大学 计算机学院,湖南 长沙 41008 3)

2(国防科技大学 计算机学院,湖南 长沙 41 0073)

由大量可充电传感器节点构成的无线可充电传感器网络(wireless rechargeable sensor network,简称WRSN)可以用于环境监控、信息传输以及交通控制、家庭自动化等[1].高效的数据收集由多个因素共同决定,如传感器节点的电池能量、网络节点分布、链路约束、数据传输路由调度等.数据收集问题一直是WRSN 中的关键研究问题之一.传感器节点用于感知、接收和传输等状态的能量均来自能量获取模块及能量存储模块,节点传输的数据和电池能量密切相关.为尽量延长可充电节点的生命期,克服传感器节点采用能量收集技术从周围环境中获取的能量源不稳定以及密度不足的问题,无线能量传输(wireless power transmission,简称WPT)技术为解决电池能量受限问题提供了一种新方法,它的能源更加稳定且可控,为可充电传感器节点的充电时长更短.在能量传输过程中,由于能量密度随着距离的增大而减少,为提高能量效率和节点存活率,使用配有能量传输设备的移动小车,即无线充电小车(wireless c harging vehicle,简称WCV),能够有效地减少传感器节点的充电等待时间,提高能量接收密度,延长可充电传感器网络的使用寿命[2−5].相较于部署静态充电器,WCV 可以更好地适应网络拓扑结构的变化,并能更好地管理传感器节点的能量.

针对WRSN 中数据传输问题,大多研究工作一般使用多跳形式[6−9]或数据收集小车(data collection vehicle,简称……