无线可充电传感网k-弱栅栏构建与移动充电调度

K-栅栏覆盖是无线传感器网络的重要研究课题之一,在边界入侵检测中得到了广泛的应用。由于每个传感器节点的电池容量是固定的,导致了k-栅栏的使用寿命是有限的。为了解决这一问题,我们研究了k-弱栅栏覆盖下的无线充电调度。特别地,我们提出了一种基于可充电传感器和移动充电车的无线充电策略,以保证网络的可持续运行。无线充电调度是一个NP难问题。我们提出了一种基于最小费用最大流的近似算法,以实现最小能耗k-弱栅栏覆盖以及可持续工作。最后,我们证明了该算法与最优解的近似度为O(k)。

移动无线可充电传感器网络中的充电路径优化

无线能量传输技术能够有效缓解无线传感器网络中传感器节点的能量供给瓶颈问题,延长网络寿命甚至实现网络的永久可持续性运转。已有工作大多针对静态无线传感器网络(传感器节点位置固定)研究静态充电器的部署问题或是移动充电器的充电路径优化问题,而忽略了传感器节点移动的场景。因此,针对动态无线传感器网络(传感器节点可以移动),设计并优化了移动充电器在网络中的充电路径,使得在有限的时间内最大化移动充电器的充电效用,即充电器在有限的时间内遇到尽可能多的传感器节点并为它们充电。注意,移动充电器在移动的过程中可以选择停下来,为其当前位置充电范围内所遇到的多个节点同时进行无线充电。首先证明该问题是一个APX-hard问题。其次,基于离散化构造的有向无环图,提出一种基于回溯思想的分层剪枝算法,该算法以贪婪算法的解作为基准,逐层剪枝,从而得到固定时隙划分下的最优充电路径。仿真结果表明,所提算法能够有效地提升充电效用。