无线可充电传感器网络中固定充电器的部署策略
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无线传感器网络WSN硬件设计综述2006年11月20日 9:58引言无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Network）是一种由传感器节点构成的网络，能够实时地监测、感知和采集节点部署区的观察者感兴趣的感知对象的各种信息（如光强、温度、湿度、噪音和有害气体浓度等物理现象），并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去，通过无线网络最终发送给观察者。
无线传感器网络在军事侦察、环境监测、医疗护理、智能家居、工业生产控制以及商业等领域有着广阔的应用前景。
在传感器网络中，传感器节点具有端节点和路由的功能：一方面实现数据的采集和处理；另一方面实现数据的融合和路由，对本身采集的数据和收到的其他节点发送的数据进关通常使用多种方式（如Internet、卫星或移动通信网络等）与外界通信。
而传感器节点数目非常庞大，通常采用不能补充的电池提供能量；传感器节点的能量一旦耗尽，那么该节点就不能进行数据采集和路由的功能，直接影响整个传感器网络的健壮性和生命周期。
因此，传感器网络主要研究的是传感器网络节点。
具体应用不同，传感器网络节点的设计也不尽相同，但是其基本结构是一样的。
传感器网络节点一般由处理器单元、无线传输单元、传感器单元和电源模块单元4部分组成，如图1所示。
图1 无线传感器网络节点典型组成1 无线传感器网络典型节点传感器网络节点作为一种微型化的嵌入式系统，构成了无线传感器网络的基础层支撑平台。
因为无线传感器网络大部分是采用电池供电，工作环境通常比较恶劣，而且数量大，更换电池非常困难，所以低功耗是无线传感器网络最重要的设计准则之一，从无线传感器网络节点的硬件设计到整个网络各层的协议设计都把节能作为设计的目标之一，尽可能延长无线传感器网络的寿命。
由于具体的应用背景不同，目前国内外出现了多种无线传感器网络节点的硬件平台。
典型的节点包括Mica系列、Sensoria WINS、Toles、μAMPS系列、XYZnode、Zabranet 等。
无线供电原理
无线供电原理
无线供电原理是指在没有使用传统的有线电源连接的情况下，通过无线技术将电能传输到设备中。
这种原理基于电磁感应和共振原理，它通过发送端产生电磁场，接收端受到电磁场的影响而接收到能量。
在无线供电原理中，有三个关键的组件：发送器、接收器和能量传输介质。
发送器通常是一个高频振荡电路，它产生一个在特定频率上工作的电磁场。
接收器是一个通过电磁场感应出电能的元件，它可以转换电磁能量为电能。
能量传输介质可以是空气、电磁波或者其他无线传输媒介。
当发送器工作时，它会产生一个电磁场，这个电磁场可以通过电磁波或者磁场传输到接收器。
接收器上有一个与发送器频率匹配的电路，当接收器处于发送器的电磁场范围内时，电磁能量就会传输到接收器上。
接收器上的电路会将电磁能量转换为电能，从而为设备供电。
无线供电原理的关键是共振。
发送器和接收器之间通过共振频率实现高效能量传输。
共振是指当两个物体通过相同频率的振动相互耦合时，它们之间的能量传输效率达到最高点。
在无线供电原理中，通过调整发送器和接收器的频率，使两者达到共振状态，这样能量传输的效率就会非常高。
无线供电原理在许多应用中都有广泛的应用，例如无线充电器、无线传感器网络、移动设备等。
它不仅可以提供简便的电源供给方式，还可以避免因有线连接而带来的安全隐患和使用限制。
无线供电技术的进一步发展可能会在各个领域带来更多的创新和便利。
无线传感网络
无线传感网络无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络。
是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统。
WSN中的传感器节点通过无线方式通信，网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。
且在科技水平大幅度提高的基础上传感器节点的成本和能耗也逐渐降低，使得WSN在很多领域得到应用。
最早现代意义上的传感器是1879年德国科学家霍尔在研究金属的导电机制时制作的磁场传感器。
经过100多年的发展，传感器的功能不再单一，可以采集温度、湿度、位置、光强、压力、生化等标量数据。
1996年，美国军方资助加州大学洛杉矶分校（UCLA）等单位开展低功耗无线传感器网络（Low-power Wireless Integrated Microsensors，LWIM）的研究。
LWIM III型无线传感器节点将传感器、控制电路与电源电路集成为一体。
两年之后，UCLA与Rockwell合作，开发了Rockwell WINS（Wireless Integrated Network Sensor）无线传感器节点。
该节点使用32位微处理器Strong ARM、1MB的内存与4MB的闪存，数据传输速率是100kbps，工作时的功耗为200mw，睡眠时的功耗是0.8mw。
与此同时，加州大学伯克利分校（UCB）也开展了“Smart Dust”（智能尘埃）项目的研究。
“智能尘埃”意指传感器节点的体积非常小，如尘埃一般。
该项目研究的目标是通过MEMS技术，实现传感、计算与通信能力的集成，用智能传感器技术增强微型机器人的环境感知与智慧处理能力。
其研究任务是开发一系列低功耗、自组织、可重构的无线传感器节点。
1998年研制的WeC智能传感器节点使用的是8位、主频为4MHz的AT90LS8535微处理器芯片，内存是512B，闪存为8kB，数据传输速率为10kbps，工作时的功耗为15mw，睡眠时的功耗是45μw。
无线充电技术
无线充电技术看过电影《怒火攻心2》的朋友们一定记得，男主角查夫在心脏被人偷换成电动起搏器以后，不得不四处寻找电源以维持电力，甚至干出当街在老妪身上摩擦生电的糗事。
这段恶搞情节，无意当中展示了无线充电技术的一个潜在应用领域，即为病人体内植入的医疗电子设备进行充电。
无线充电，或曰短距离无线充电，应该算是一个新鲜的老话题了。
之所以说它“新鲜”，是因为这项技术随着手持式设备、便携式设备大行其道而再度引发业界关注；说它“老”，则是因为此项技术原理其实相当简单，也有不少机构和厂商早已投入研发，但却迟迟无法走向成熟，导入市场化进程。
为植入式医疗电子设备进行充电只是无线充电技术的潜在应用领域之一，该项技术在低功耗无线传感器网络充电方面，也有不小的进步空间。
当然，比较现实的应用，还是为手机、MP3、蓝牙耳机等耗电量相对较小的消费电子产品进行充电。
无线充电的三种实现方式电磁感应目前，最为常见的无线充电方式是利用电磁感应原理，通过初级和次级线圈感应产生电流，从而将能量从传输端转移到接收端。
这一实现方式得到了无线充电联盟(Wireless Power Consortium, WPC)的大力推广。
无线充电联盟成立于2008年12月17日，旨在为创造和促进市场广泛采用与所有可再充电电子设备兼容的国际无线充电标准Qi，其成员主要包括德州仪器(TI)、国家半导体(NS)、ST-Ericsson、罗姆半导体(Rohm)、诺基亚(Nokia)、RIM(Research In Motion)、飞利浦(Philips)、三星电子(Samsung)、三洋电机(SANYO)、奥林巴斯(Olympus)、劲量(Energizer)等国际著名厂商，大陆的桑菲电子和台湾的力铭科技也是该联盟的成员。
在2010中国消费电子展(CCEF)上，深圳市启欣科技有限公司展示的一款新型手机无线充电器，利用的也是电磁感应原理。
该款无线充电器在接收端接入AD-DC转换电路，向对码成功的手机提供5V直流电压，能量传输效率达到70%，并有异物检测、过流保护等功能。
无线传感器网络的研究内容综述
无线传感器网络的研究内容综述摘要：无线传感器网络具有广泛的应用前景，且能够实现多种功能，因而是当前学术研究的一个重点领域。
本文介绍了无线传感器网络的体系结构和组网特点，详细分析了当前无线传感器网络中各层次的通信协议。
关键词：无线传感器网络体系结构组网特点通信协议1 无线传感器网络结构无线传感器网络的典型结构为自组多跳网络。
该网络中的节点同时具有传感、信息处理以及无线通信功能，每个节点通过多跳路由连接到无线网关，通过无线网关实现与监控终端的通信。
鉴于节点的属性限制，其通信距离较短，因此必须使用多跳路由，且节点数量要多，分布要密集。
2 无线传感器网络特点无线传感器网络具有如下几方面特点。
①硬件功能有限。
由于节点体积较小、价格相对低廉且要求运行的功耗较低，故其在性能方面要比通用的计算设备差很多。
②续航时间有限。
该方式为电池供电，且节点体积较小，分部环境较复杂，因而无法为电池充电或者为节点更换电池，一旦能源消耗完毕，该节点也就死亡，因此在传感器网络的设计中，一切以节能为前提。
③自组织性。
无线传感器网络的覆盖都是由节点自助完成的，不需要依赖任何支撑网络设施。
④无中心性。
网络中所有节点都是相对独立和平等的，任意节点的离开或加入都不会影响整个网络的运行。
⑤多跳路由。
无线传输网络中的节点只能在小范围内进行通信，因而若希望实现与网关或者外围监控终端的通信则必须通过其他节点进行路由实现。
⑥节点数量庞大，网络分布密集。
在某一区域进行无线传感器网络部署时需要使用大量的节点来维持网络的容错性和抗毁性。
3 无线传感器网络协议层次无线传感器网络的通信协议主要分为物理层、链路层、网络层和传输层。
对于这些协议需要进行具体讨论，现有的如ieee802.1x协议无法在无线传感器网络中应用。
3.1 物理层物理层的主要作用为产生载波对所需传输的数据进行调制与解调。
当前时期对物理层节点的设计思路主要有两种，一种为使用mems和集成电路技术等对节点的微处理器、传感器等模块进行设计；另一种为使用现有的商业元器件进行节点构建。
无线传感器网络的能耗优化与性能提升
无线传感器网络的能耗优化与性能提升无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）是由分布在空间中的大量无线传感器节点组成的网络。
传感器节点具有自主感知、处理和通信能力，可以采集区域内的环境信息并进行处理和传输。
然而，由于节点数量众多、能源有限、通信链路不稳定等因素的制约，如何优化能源消耗，提升性能成为无线传感器网络中的重要问题。
一、能耗优化1. 路由选择算法优化：选择适当的路由选择算法，可以降低能耗。
例如，LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种典型的基于分簇的路由协议，通过动态地选择簇头节点来减少传输功耗，延长网络寿命。
2. 能量平衡机制：通过合理地分配能量消耗，确保网络中各节点的能量消耗均衡，延长整个网络的寿命。
例如，可以采用动态功率调整的方法，使得距离簇头节点较近的节点使用较低功率，距离较远的节点使用较高功率。
3. 节能的数据传输策略：传感器节点通过无线信道进行数据传输需要消耗大量的能量，因此需要采取合适的数据传输策略来降低能耗。
例如，可以采用数据聚合和压缩的方法，在传输前对数据进行处理，减少数据的传输量和传输次数。
4. 省能模式设计：设计合理的省能模式可以降低节点的能耗。
例如，可以采用休眠-唤醒机制，节点在无数据传输时进入休眠状态以节省能量，并在需要传输数据时及时唤醒。
二、性能提升1. 网络拓扑优化：通过优化网络拓扑结构，可以提升网络的整体性能。
例如，可以采用分簇结构，减少通信距离和能耗，提高网络的可扩展性和吞吐量。
2. 自适应传输机制：根据环境和网络状态的变化，自适应地调整传输参数，可以提升网络的性能。
例如，可以根据当前网络的负载情况和信道条件来动态调整传输速率和功率。
3. 多路径传输策略：通过采用多路径传输策略，可以提高数据的传输可靠性和可用性。
例如，可以通过多路径选择和数据重传机制，实现数据的多路径冗余传输，降低数据丢失的风险。
无线传感网络综述
1、无线传感网络简介无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Network）是一种由传感器节点构成的网络，能够实时地监测、感知和采集节点部署区中观察者感兴趣的感知对象的各种信息（如光强、温度、湿度、噪音和有害气体浓度等物理现象），并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去，通过无线网络最终发送给观察者。
2、无线传感网络的特点1）硬件资源有限：节点由于受价格、体积和功耗的限制，其计算能力、程序空间和内存空间比普通的计算机功能要弱很多。
这一点决定了在节点操作系统设计中，协议层次不能太复杂。
2）传感节点数目多、易失效：根据应用的不同，传感器节点的数量可能达到几百万个，甚至更多。
此外，传感器网络工作在比较恶劣的环境中，经常有新节点加入或已有节点失效，网络的拓扑结构变化很快，而且网络一旦形成，人很少干预其运行。
因此，传感器网络的硬件必须具有高强壮性和容错性，相应的通信协议必须具有可重构和自适应性。
3）通信能力有限：考虑到传感器节点的能量限制和网络覆盖区域大，传感器网络采用多跳路由的传输机制。
传感器节点的无线通信带宽有限，通常仅有几百kbps 的速率。
由于节点能量的变化，受高山、建筑物、障碍物等地势地貌以及风雨雷电等自然环境的影响，无线通信性能可能经常变化，频繁出现通信中断。
4）电源能量有限：网络节点由电池供电，电池的容量一般不是很大。
其特殊的应用领域决定了在使用过程中，不能给电池充电或更换电池，一旦电池能量用完，这个节点也就失去了作用。
因此在无线传感器网络设计过程中，任何技术和协议的使用都要以节能为前提。
5）以数据为中心是网络的核心技术：对于观察者来说，传感器网络的核心是感知数据，而不是网络硬件。
例如，在应用于目标跟踪的传感器网络中，跟踪目标可能出现在任何地方，对目标感兴趣的用户只关心目标出现的位置和时间，并不关心哪个节点监测到目标。
以数据为中心的特点要求传感器网络的设计必须以感知数据管理和处理为中心，把数据库技术和网络技术紧密结合，从逻辑概念和软、硬件技术两个方面实现一个高性能的以数据为中心的网络系统，使用户如同使用通常的数据库管理系统和数据处理系统一样自如地在传感器网络上进行感知数据的管理和处理。
无线供电技术分类及应用
无线供电技术分类及应用无线供电技术是指通过电磁波、磁场或者光能等非接触方式为设备进行能量传递的一种技术。
它可以消除设备电池需求，提供更为便捷、简洁的供电解决方案。
目前，无线供电技术的分类主要包括电磁感应供电、无线光电供电和无线射频供电等。
首先，电磁感应供电技术是最常见的无线供电技术之一。
它利用变化的磁感应线为目标设备提供电能。
典型的应用就是电动牙刷和无线充电器，通过将电源与设备通过感应线圈相互连接，电能可以随着感应线圈之间的电磁耦合实现无线传输。
此外，电磁感应供电技术还广泛应用于无线充电宝、电动汽车等领域。
其次，无线光电供电技术是一种通过激光或者红外线等光能实现无线供电的技术。
该技术主要应用于光电设备和显示设备中。
例如，激光电视利用激光发射器为电视屏幕供电，可以实现电视屏幕的弯曲设计。
此外，光电供电技术还可以应用于充电宝、智能手表等小型智能设备，以解决传统充电线束带来的充电不便问题。
最后，无线射频供电技术是一种通过将无线电波转化为电能的技术。
这种技术的代表性应用是无线充电，即通过将电源转化为无线充电器所发射的射频信号，通过感应线圈对设备进行供电。
目前，无线射频供电技术已经在许多领域得到应用，如智能手机、智能家居以及工业自动化等。
另外，无线射频供电技术还可以应用于无人机、无线传感器网络等设备中。
总的来说，无线供电技术是一种能够实现设备无线供电的技术。
无线供电技术主要分为电磁感应供电、无线光电供电和无线射频供电等几种技术。
这些技术在各个领域有不同的应用，包括智能手机、电动汽车、无线充电宝、智能家居等。
随着人们对移动充电的需求不断增加，无线供电技术有望在未来得到更广泛的应用。
然而，无线供电技术还面临一些挑战，如传输效率、距离限制和成本等，需要不断的研究和改进。
无线充电讲义
大家好，我是大家的老朋友，尹志鹏。
今天在这里向大家介绍一项新兴的射频技术，无线充电技术，由于本人的才识所限，我今天在这里只是对无线技术进行简单的讲解，力求启发民智，激发兴趣，希望在下面的一段时间里您不会觉得无聊。
在我讲解之前，请允许我向我的组员张元杰，胡修瑞，刘刚，王嘉楠致敬，他们在幕后的努力是值得我敬佩的，还要感谢老师给予这种展示自我能力的机会，同时谢谢大家稀稀拉拉有经久不息的掌声。
下面我们进入正题我将分由5个部分讲解首先我们进入第一部分，无线充电技术简介，与其说简介不如说是我们为无线充电技术下的一个通俗易懂的定义。
那，什么是无线充电技术呢？我将请在座的某一位来回答，开个玩笑，还是我自己来作答吧，所谓的无线充电技术，简单地讲，就是没有线，也可以为电池充电，这种充电方式适用的范围较广，从日常生活的手机，MP3这之类的低功耗电器，到植入病人体内的医疗设备，再到部分低功耗的传感器网络。
是一种既适用于科技，又贴近生活的技术。
我们现今每个人都有一个手机，但自从进入了智能机时代，手机电量一直是我们的一大话题，现在只要你带着几个充满电的充电宝，到哪里都是最可爱的人。
可是，携带这样的东西毕竟还是过于麻烦，所以无线充电技术是一个较好的解决方案。
那么，这样的技术是从哪里来的呢，是谁发明了它，是谁传承了它，我们即将进入第二部分，由我来为大家介绍无线充电技术的前世今生。
无线电能传输技术（Wireless Power Transfer Technology）又称无接触电能传输（Contactless Power Transmission，CPT）技术。
早在1890年，著名电气工程师（物理学家）尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)就已提出。
无线充电的概念虽然早已提出，但是并未得到足够的重视，虽然有些电动牙刷、无绳电话就已经开始采用这种技术来充电。
不过当时的技术很不成熟，其电力传输效率很低，发热量大，辐射也较大，安全性不好，在一段很长时间内无线充电技术没有什么声音。
无线传感器网络中的网络通信可靠性分析
无线传感器网络中的网络通信可靠性分析无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量分布在广阔空间中的无线传感器节点组成的网络。
这些节点通过无线通信协议相互连接，收集、处理和传输环境中的数据。
然而，由于无线传感器网络的特殊性，网络通信可靠性成为了一个重要的问题。
本文将对无线传感器网络中的网络通信可靠性进行分析。
一、无线传感器网络中的通信特点无线传感器网络中的节点通信具有以下特点：1. 能量限制：无线传感器节点通常由电池供电，能量有限。
因此，在通信过程中需要考虑能量的消耗，以延长网络的寿命。
2. 无线信道：传感器节点之间的通信通过无线信道进行，信号受到多径衰落、干扰和噪声等影响，导致信号质量下降，从而影响通信质量。
3. 节点分布不均匀：由于环境限制和成本等因素，传感器节点的分布通常不均匀，导致网络中存在一些孤立节点或者通信距离较远的节点。
二、网络通信可靠性的评估指标网络通信可靠性的评估需要考虑多个指标，包括：1. 丢包率：指发送的数据包在传输过程中丢失的比例。
丢包率高意味着通信质量差，可能导致数据丢失。
2. 延迟：指数据从发送端到接收端所需的时间。
延迟高会导致实时性要求较高的应用受到影响。
3. 能耗：指通信过程中消耗的能量。
能耗高会缩短网络的寿命。
三、提高网络通信可靠性的方法为了提高无线传感器网络中的网络通信可靠性，可以采取以下方法：1. 路由协议优化：选择合适的路由协议可以减少能量消耗和传输延迟，提高通信质量。
常用的路由协议包括LEACH、TEEN等。
2. 能量管理：通过优化能量分配和管理策略，延长网络的寿命。
可以采用能量平衡算法、充电策略等方法来实现。
3. 多路径通信：引入多路径通信机制，可以增加数据传输的可靠性。
当某条路径出现问题时，可以通过其他路径进行数据传输，降低丢包率。
4. 引入中继节点：在网络中引入中继节点，可以缩短节点之间的通信距离，提高通信质量。
中继节点可以通过路由协议选择或者手动设置。
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通
信
学
报
Journal on Communications
Vol.38 No.Z1 October 2017
doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017248
Байду номын сангаас无线可充电传感器网络中固定充电器的部署策略
何灏，陈永锐，易卫东，李鸣
（中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100041）
收稿日期：2017-09-19
节约技术主要通过睡眠调度、功率管理、路由选 择等技术，减少单位时间内的能耗，延长网络生 命周期。这种技术一直是主流研究方向，但是该 方法需要在能耗节约和传输性能之间进行权衡， 可能损失传输性能， 并且其对网络生命周期的延 长也有限。而能量获取技术，其基本思想是从环 境中获取能量，如阳光 [4] 、震动 [5] 、风能 [6] 等。 其优势是可以从周围汲取能量， 但由于环境能量 密度低，为了达到一定的能量获取率，传感器节 点需要配备体积较大的能量转换器， 并且能量转 换效率低；更重要的是，由于外部环境具有一定 的不确定性， 能量获取过程不可控并且难以精确 预测。
Abstract: The traditional deployment strategy of static chargers in wireless rechargeable sensor networks (WRSN) covers all the area. The basic idea is to cover all the positions of nodes. A mathematical model of distance between a charger and the farthest node was established, the relationship between the number of nodes and the mathematical expectation of minimum radius of charging was analyzed, and deployment strategy for static chargers was proposed. The method based on the locations of all nodes that need to be charged in the area, used the smallest enclosing circle (SEC) algorithm and finds the optimal location of the charger through Euclidean delivery boy algorithm. It will decrease charging radius, reduce the minimum required transmitted power, thereby saving the average charging energy consumption. The experimental results demonstrated that the less the number locations that the nodes existed, the more energy will be saved. Key words: wireless rechargeable sensor networks, chargers deployment strategy, transmitted power saving, RFID
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引言
无线传感器网络(WSN)节点具有体积小、部署 灵活、 自组织性等特点， 成为物联网关键技术之一， 目前被广泛用于环境监测[1]、城市监测[2]和人体监 测[3]等领域。由于受到 WSN 节点的体积和成本等 因素制约，能源问题成为 WSN 的一大挑战。传统 的 WSN 网络往往依靠电池提供能量，而近年来， 电池技术的发展速度远远慢于电子技术，电池不但 会增加节点的体积和成本， 而且其寿命也成为 WSN 网络生命周期的瓶颈。 为了解决 WSN 的能源供给问题，如今有 2 类主要的解决思路：能量节约和能量获取。能量
Deployment strategy for static chargers in WRSN
HE Hao, CHEN Yong-rui, YI Wei-dong, LI Ming
(School of Electronic, Electrical and Communication Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100041, China)
2017248-1
第 Z1 期
何灏等：无线可充电传感器网络中固定充电器的部署策略
·157·
为了解决上述问题，人们开始探索更为可靠、 可控的能源供给方法，提出了无线可充电传感器网 络(WRSN)[7]的概念。WRSN 通过无线充电器来持 续、稳定地向网络中的节点提供能量，可以使网络 生命周期不再受电池寿命或周围环境的制约。由于 WSN 节点的体积受储能元件大小影响很大，而 WRSN 又可以从很大程度上减小对于储能元件的 依赖， 使 WRSN 节点可以以更小、 更灵活的形式出 现，这成为 WRSN 另一个独特的优势。当前，已经 有一些基于不同供电原理的 WRSN 的研究， 如使用 电磁辐射[7]、磁耦合共振[8]、Wi-Fi[9]、RFID[10]等充 电方式来给节点供能。 但是， 在 WRSN 技术中， 也面临着减小充电代 价的问题。一方面，要保证给每个节点提供充足 能量；另一方面，要尽可能减小充电器数量和能 耗。在实际应用中，根据充电器是否能够移动， WRSN 的无线充电方式主要包含 2 种：移动充电 方式和固定充电方式。移动充电方式引入了移动 充电装置，其实现形式非常灵活，研究内容除了 路径规划外， 还能够整合数据采集以及其他功能， 成为研究的热点。 当 WRSN 中节点的通信距离远大于充电距离 时，由于无线电信号的衰减与距离呈指数关系，移 动充电方式能够靠近节点，对其进行高效的充电。 该技术的核心问题是如何依据节点分布情况，规划 移动充电器的最优充电路径与充电时间。在保证所 有节点都能完全充电的前提下，使所需要的移动充 电器数量最少，并且具有最少的充电开销。移动充 电方式常用于节点之间具有较远距离的情况，此时 无线充电信号可以忽略不计。而在另外一些应用背 景下，如果节点之间距离较近且充电信号强度可以 满足要求，如在室内或某些特定结构环境下的应 用，移动充电方式就不是特别必要。 固定充电方式使用一些位置固定的无线充电 器覆盖区域中所有节点的位置。其中一个需要解 决的重要问题是：如何在保证所有节点都正常工 作的前提下，使充电器个数最少、功耗最低。如 果无线充电器的充电半径固定，传统部署方法按 照等边三角形顶角的部署形式，可以用最少的充 电器完全覆盖所有区域。 这种方法基于一种假设， 即需要 进行 充电的 节点 出现在 区域 中的所 有位 置。但是，由于区域中的节点数量是有限的，几 乎不可能覆盖所有位置，如果不谋求覆盖所有区
摘
要：无线可充电传感器网络(WRSN)的传统充电器部署方式覆盖所有区域，而所提方法的基本思想是覆盖所
有节点的位置。 建立了充电器到最远节点距离的数学模型， 分析了节点个数与最小充电半径数学期望之间的关系， 提出一种充电器部署策略：根据区域内需要充电的节点的位置，采用最小覆盖圆(SEC)方法，通过欧式投递男孩 算法寻找充电器的最优位置。该方法能够减小充电半径，降低最小发射功率，节省平均充电能耗。实验结果显示， 区域中节点出现的位置越少，节约的能耗越多。 关键词：无线可充电传感器网络；充电器部署策略；发射能耗节约；无线射频识别 中图分类号：TN923 文献标识码：A