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在无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)中,采用移动设备(Mobile Charger,MC)对节点进行无线充电和数据收集,可以在一定程度上解决节点能量受限的问题。考虑在实际应用中,障碍的存在不仅会导致节点之间的通信障碍,而且会影响移动设备的路线规划,进而影响网络性能。因此本文研究了障碍环境下基于移动设备MC的节点充电及数据收集问题,提出了移动设备MC移动路径的优化策略。主要工作包括以下几个部分:1)研究了障碍环境下的移动设备的数据收集和充电路径优化问题,提出了连通矩阵、最短跳数矩阵和节点合适度等参数,描述节点彼此之间的连通关系和距离关系。2)分析了能量约束下的路径优化问题,提出了低时延的路径优化策略LDMC(Low delay mobile charging strategy,LDMC);考虑充电节点的剩余能量,提出了基于剩余能量的路径优化策略REMC(Optimal residual energy mobile charging strategy,REMC);综合考虑簇头节点的剩余能量以及数据收集时延,提出了基于节点充电权值的路径优化策略CWMC(Mobile charging strategy based on charging weight)。3)证明了障碍环境下的MC移动充电路径优化问题为NPC问题,并对提出的充电路径优化策略进行了仿真分析。比较了不同策略下的路径长度、平均充电时延和剩余节点数,并分析了MC的移动速度和网络节点数量对路径长度、平均充电时延和网络能耗的影响。结果显示基于节点充电权值的路径优化策略CWMC的综合性能较好。随着MC移动速度的增加,MC的路径长度保持不变,而平均充电时延和网络能耗呈下降趋势;随着网络中节点数量的增加,MC的路径长度和网络的能耗呈上升趋势,平均充电时延呈下降趋势。