CN105025528A - 一种无线充电传感器网络总效用最大化方法 - Google Patents

一种无线充电传感器网络总效用最大化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105025528A
CN105025528A CN201510447930.6A CN201510447930A CN105025528A CN 105025528 A CN105025528 A CN 105025528A CN 201510447930 A CN201510447930 A CN 201510447930A CN 105025528 A CN105025528 A CN 105025528A
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
determining
nodes
data
sensor network
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510447930.6A
Other languages
English (en)
Inventor
郭松涛
刘德芳
王飞
杨阳
刘东卓
李国志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University
Original Assignee
Southwest University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University filed Critical Southwest University
Priority to CN201510447930.6A priority Critical patent/CN105025528A/zh
Publication of CN105025528A publication Critical patent/CN105025528A/zh
Priority to CN201610593843.6A priority patent/CN106255130A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/02—Arrangements for optimising operational condition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18—Negotiating wireless communication parameters
    • H04W28/22—Negotiating communication rate
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明提供了一种无线充电传感器网络总效用最大化方法，包括如下步骤：确定节点的最优数据率；根据节点的最优数据率找到节点融合向外链接的速率；确定节点在数据传输和接收的平均能量消耗；确定链路分配的流速；确定为节点补充的电量；确定数据收集的延迟时间。本发明具有以下几个优势：第一，通过无线能量传送移动收集器直接进行能量传送，能量传送不再受环境变化影响，如天气和季节性变化。第二，只要移动收集器靠近节点，就可以得到稳定的高的充电速率，保证了高效的数据服务。第三，移动收集器的移动性可以减轻传感器的路由负担，因此可以节约能量延长网络生命周期。

Description

一种无线充电传感器网络总效用最大化方法
技术领域
本发明属于无线传感器网络技术领域，具体涉及一种无线充电传感器网络总效用最大化方法。
背景技术
新型的无线能量传输技术能够保证网络的持续运行。在这一个领域里有了最新突破，开辟一个新的维度去设计传感器网络协议，同时，移动数据收集被视为无线传感网络数据传送的有效替代。然而，在无线充电传感器网络中，充电速率随时间变化是获得最优数据收集策略的一个巨大挑战。受到新的能量传送技术的启发和移动数据收集好处的刺激，研究人员提出了一个能量供给的联合设计和移动数据收集(JMERDG)模型，它是通过建立一个流层次网络效用最大化模型来描述数据收集性能的。虽然这些计划可以通过利用移动收集器有效的收集数据和节约能量，但是它只考虑了数据发送的能量消耗没有考虑到数据接收和传感的能量消耗，并且充电速率也是作为常数而不是时变量。然而，在实际中，充电率随时间变化的动态规律在计算最优数据速率中仍然是一个挑战。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种联合无线能量供给和数据收集的无线充电传感器网络总效用最大化方法。
本发明提供的一种无线充电传感器网络总效用最大化方法，包括如下步骤：
确定节点的最优数据传输速率；
根据节点的最优数据传输速率找到节点融合向外链接的传输速率；
确定节点在进行数据传输、接收和感知时的平均能量消耗；
确定链路分配的流速；
确定为节点补充的电量；
确定数据收集的延迟时间。
进一步的，在所述确定节点在数据传输和接收的能量消耗的步骤中：
确定节点在进行数据传输、接收和感知时的平均能量消耗，要小于节点当前剩余能量和在延迟时间内的平均能量收入之和。
进一步的，在所述确定为节点补充的电量的步骤中：
为节点补充的电量与节点当前电量的总和不能超过它自身的电池容量。
本发明的有益效果在于：第一，通过无线能量传送移动收集器直接进行能量传送，能量传送不再受环境变化影响，如天气和季节性变化。第二，只要移动收集器靠近节点，就可以得到稳定的高的充电速率，保证了高效的数据服务。第三，移动收集器的移动性可以减轻传感器的路由负担，因此可以节约能量延长网络生命周期。
附图说明
图1所示为本发明无线充电传感器网络总效用最大化方法流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例详细描述本发明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
如图1所示，本发明提供的一种无线充电传感器网络总效用最大化方法，包括如下步骤：
步骤S1：确定节点的最优数据传输速率。
步骤S2：根据节点的最优数据传输速率找到节点融合向外链接的传输速率。
确定节点的最优数据传输速率和节点融合向外链接的传输速率要遵循流量守恒原则，即保证在每个节点的融合向外链接的传输速率等于内链接的传输速率加上自身的数据传输速率。
步骤S3：确定节点在进行数据传输、接收和感知时的平均能量消耗。
确定节点在进行数据传输和接收时的平均能量消耗需遵循能量守恒原则，即确定节点在进行数据传输、接收和感知时的平均能量消耗，要小于节点当前剩余能量和在延迟时间内的平均能量收入之和。
步骤S4：确定链路分配的流速。
确定链路分配的流速需遵守链路容量约束，即保证链路分配的流速在该条链路的通信能力承受范围之内。
步骤S5：确定为节点补充的电量。
确定为节点补充的电量需遵守电池容量约束原则，即保证为节点补充的电量与节点当前电量的总和不能超过它自身的电池容量。因为充电的过程使得能量逐渐的趋于电池的容量水平，充电的效率降低。当移动收集器在锚点停留的时间无限长，它可以让节点的能量到达100％，但是不能超越电池容量的极限。
步骤S6：确定数据收集的延迟时间。
数据收集的延迟时间不能超过预设值。
优化的最主要目的是为了每个传感器节点找到最优的数据传输速率，为每条链路找到一个合适的流速，确定从传感器到移动收集器的最优路径以及数据收集的最短延迟时间，当移动收集器移动到不同锚点时的网络效益可以最大化。
本发明具有以下几个优势：第一，通过无线能量传送移动收集器直接进行能量传送，能量传送不再受环境变化影响，如天气和季节性变化。第二，只要移动收集器靠近节点，就可以得到稳定的高的充电速率，保证了高效的数据服务。第三，移动收集器的移动性可以减轻传感器的路由负担，因此可以节约能量延长网络生命周期。
本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (3)

1.一种无线充电传感器网络总效用最大化方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定节点的最优数据传输速率；
根据节点的最优数据传输速率找到节点融合向外链接的传输速率；
确定节点在进行数据传输、接收和感知时的平均能量消耗；
确定链路分配的流速；
确定为节点补充的电量；
确定数据收集的延迟时间。
2.如权利要求1所述的一种无线充电传感器网络总效用最大化方法，其特征在于，在所述确定节点在数据传输和接收的能量消耗的步骤中：
确定节点在进行数据传输、接收和感知时的平均能量消耗，要小于节点当前剩余能量和在延迟时间内的平均能量收入之和。
3.如权利要求1所述的一种无线充电传感器网络总效用最大化方法，其特征在于，在所述确定为节点补充的电量的步骤中：
为节点补充的电量与节点当前电量的总和不能超过它自身的电池容量。
CN201510447930.6A 2015-07-28 2015-07-28 一种无线充电传感器网络总效用最大化方法 Pending CN105025528A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510447930.6A CN105025528A (zh) 2015-07-28 2015-07-28 一种无线充电传感器网络总效用最大化方法
CN201610593843.6A CN106255130A (zh) 2015-07-28 2016-07-26 无线充电传感器网络总效用最大化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510447930.6A CN105025528A (zh) 2015-07-28 2015-07-28 一种无线充电传感器网络总效用最大化方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105025528A true CN105025528A (zh) 2015-11-04

Family

ID=54415143

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510447930.6A Pending CN105025528A (zh) 2015-07-28 2015-07-28 一种无线充电传感器网络总效用最大化方法
CN201610593843.6A Pending CN106255130A (zh) 2015-07-28 2016-07-26 无线充电传感器网络总效用最大化方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610593843.6A Pending CN106255130A (zh) 2015-07-28 2016-07-26 无线充电传感器网络总效用最大化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN105025528A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105451292A (zh) * 2015-11-09 2016-03-30 常州英集动力科技有限公司 WRSNs中基于网格结构的分层网络充电方法及系统
CN106452513A (zh) * 2016-10-09 2017-02-22 华侨大学 一种基于时延受限的无线传感网中移动式能量补充方法
CN108738099A (zh) * 2018-03-30 2018-11-02 全球能源互联网研究院有限公司 一种移动接收无线传感器网络最优充电策略及其制定系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108521672B (zh) * 2017-10-24 2020-10-13 南京大学 一种分布式无线能量和信息传输系统的资源分配方法
CN109275170A (zh) * 2018-08-20 2019-01-25 全球能源互联网研究院有限公司 一种无线可充电传感网络的充电方法及系统
CN112104619B (zh) * 2020-08-27 2022-03-22 西南大学 基于外包密文属性加密的数据访问控制系统和方法
CN116193466B (zh) * 2022-11-28 2024-01-26 西安理工大学 无线传感器网络的自适应锚点选择方法
CN115759505B (zh) * 2023-01-10 2023-07-11 南京邮电大学 一种面向任务的多移动充电车调度方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103219779B (zh) * 2013-05-13 2014-12-03 东南大学 一种传感网节点无线充电方法
CN203326733U (zh) * 2013-05-24 2013-12-04 江苏建筑职业技术学院 无线传感器网络节点充电系统
CN103826279A (zh) * 2014-03-07 2014-05-28 西南大学 具有并发数据上传和收集代价最小化的移动数据收集方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105451292A (zh) * 2015-11-09 2016-03-30 常州英集动力科技有限公司 WRSNs中基于网格结构的分层网络充电方法及系统
CN105451292B (zh) * 2015-11-09 2019-03-12 常州英集动力科技有限公司 WRSNs中基于网格结构的分层网络充电方法
CN106452513A (zh) * 2016-10-09 2017-02-22 华侨大学 一种基于时延受限的无线传感网中移动式能量补充方法
CN106452513B (zh) * 2016-10-09 2019-06-04 华侨大学 一种基于时延受限的无线传感网中移动式能量补充方法
CN108738099A (zh) * 2018-03-30 2018-11-02 全球能源互联网研究院有限公司 一种移动接收无线传感器网络最优充电策略及其制定系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN106255130A (zh) 2016-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105025528A (zh) 一种无线充电传感器网络总效用最大化方法
Khan et al. Energy management in wireless sensor networks: A survey
Tang et al. A chain-cluster based routing algorithm for wireless sensor networks
CN103298154B (zh) 一种基于温差电池的无线传感器网络动态能量分配方法
CN107277840B (zh) 一种可充电无线传感器网络数据收集方法
CN109067488B (zh) 基于能量累积的信息与能量双向传输系统性能的优化方法
CN105896672A (zh) 一种无线充电传感器网络系统中移动机器人的充电方法
CN107182063A (zh) 一种基于自然能的无线传感器网络分簇路由协议
CN103781168A (zh) 蜂窝网络中的功率分配方法和系统
CN204270487U (zh) 基于无线传感器的水质环境监测系统
CN108924895A (zh) 一种无线传感器网络移动充电模型及路由优化方法
Li et al. A novel energy-balanced routing algorithm in energy harvesting sensor networks
Ge et al. Maximizing information transmission for energy harvesting sensor networks by an uneven clustering protocol and energy management
Gao et al. Routing protocol for k-anycast communication in rechargeable wireless sensor networks
CN107580293A (zh) 一种基于虚拟力的汇聚节点重定位方法
CN103002538A (zh) 基于局部化最短路径树的无线传感网拓扑控制方法
Lin et al. Maximum data collection rate routing for data gather trees with data aggregation in rechargeable wireless sensor networks
CN103188758A (zh) 一种无线传感网络的节能方法
CN110662175B (zh) 一种基于无线可充电传感器网络的移动车速度控制方法
CN104010339A (zh) 一种基于丢包率测量的wsn分簇方法
Anzola et al. Self-sustainable power-collecting node in IoT
Arabi et al. Tradeoffs for data collection and wireless energy transfer dilemma in IoT environments
CN108419255B (zh) 一种无线传感器网络移动充电和数据收集方法
CN102437600A (zh) 一种能量自给的无线传感器网络节点及数据处理方法
CN103067873A (zh) 面向具有可充电节点和多汇聚节点的无线传感网节能组播方案

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151104