【摘 要】
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近年来,随着物联网、微电子技术和无线充电技术的飞速发展,无线传感器网络逐渐在工业应用中发挥重要作用。可以由无线充电器提供能量补充的传感器网络称为无线可充电传感器网络（Wireless Rechargeable Sensor Networks,WRSN）,通常它由数量庞多的传感器节点组成,用于监测外界环境、数据传输、边缘计算。传感器节点通常由微电子组件和蓄电池构成,而能量有限的电池是制约WRSN寿命
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近年来,随着物联网、微电子技术和无线充电技术的飞速发展,无线传感器网络逐渐在工业应用中发挥重要作用。可以由无线充电器提供能量补充的传感器网络称为无线可充电传感器网络（Wireless Rechargeable Sensor Networks,WRSN）,通常它由数量庞多的传感器节点组成,用于监测外界环境、数据传输、边缘计算。传感器节点通常由微电子组件和蓄电池构成,而能量有限的电池是制约WRSN寿命的关键,为了能够延长网络寿命,将无线充电技术融入WRSN中是一种有效的方法。在无线可充电传感网中,传统的无线充电器部署方式通常不考虑网络中存在障碍物的场景,而现有的研究中常常考虑的是全向无线充电器的部署,因此具有相当大的局限性。为此,本文分两个阶段研究了WRSN中有向无线充电器部署问题,主要贡献如下:（1）针对实际应用场景中的节点分布不均、多障碍场景,我们将节点分布视为若干个正态分布模型,并采用了EM算法求解GMM高斯混合模型,从而将整个传感网区域划分为多个子区域,在每个子区域中使用虚拟势场方法,同时引入虚拟引力与斥力使得有向充电器在这两种虚拟力作用下能够灵活规避障碍物区域的同时调整到充电效用较高的位置;仿真结果表明,此方法能够在保持较高充电效用的同时有效规避障碍物。（2）为进一步降低网络部署成本,本文还研究了多跳充电,为WRSN引入了谐振中继器节点,并提出了一种基于谐振中继器的有向无线充电器能量补充策略,为了说明提出的方案更加适用,我们进行了大量的仿真实验,仿真结果表明,与现有的有向充电器部署算法及其他随机算法相比,本充电器部署策略能够显著降低充电器部署数量、提高传感器节点的有效覆盖率与充电效用。
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