可持续WSN中基于能量采集感知的中继节点部署算法

发布时间：2020-11-03 16:53:56 来源：文档文库

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吕志恒*

【摘要】摘要:基于可持续无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks),提出基于能量采集感知的中继节点部署EHA-DRN(Energy Harvesting Aware-based Deploying Relay Nodes algorithm)算法。EHA-DRN算法利用功率beacon包给网络内节点补给能量。先依据节点的能量采集率,计算边权重,再利用克鲁斯卡尔(Kruskal)算法构建最小生成树。然后,依据最小生成树,检测不能完成数据传输任务的低能量节点。最后,在这些节点附近部署中继节点,从而修复覆盖空洞,保持网络连通。实验数据表明,与MBA算法相比,提出的EHA-DRN算法降低了部署成本,并提高了数据包传递率。

【期刊名称】传感技术学报

【年(卷),期】2018(031)005

【总页数】5

【关键词】关键词:可持续无线传感网;中继节点;最小生成树;能量采集率;克鲁斯卡尔算法

目前,无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)已在多类应用中使用,如火灾检测、康复医疗、战场勘测。然而,由于WSNs是由微型的传感节点组成,节点的能量(电池)是有限的[1-2]。一旦节点能量低至一定量时,节点再也无法工作,形成覆盖空洞,这就影响了WSNs性能。

针对WSNs的能量受限问题,研究人员已提出不同的策略[3]。如休眠/唤醒机制、功率控制机制和能耗感知路由协议。休眠/唤醒机制是通过减少节点的工作时间,保存能量。而功率控制机制是通过降低节点发射功率,减少能耗。而能耗感知路由协议是从提高能量利用率角度,构建路由。尽管这些机制能够保存能量,但是它们均是在给定的有限能量基础上,提高能量利用率,并没有从根本上解决能量有限问题。

近期,绿色能源概念已广泛推广,相关的研究也逐渐深入,如电磁波、太阳能,风能等[4-5]。因此,可利用这些绿色能源解决WSNs内节点能量有限问题。即节点从周期环境获取能量,进行能量补给。将这类WSNs称为可持续WSNs。与太阳能、风能相比,利用电磁波给节点补给能量更为稳定。因为太阳能和风能随环境天气变化大,极为不稳定。因此,本文选择通过基站对节点进行无线充电[6-7]。