无线可充电传感器网络自适应充电策略

在无线可充电传感器网络中,充电调度的合理安排是保证网络节点存活率的关键。针对这个问题,基于分簇型无线传感器网络,将节点分为重要节点和普通节点,由两台移动充电设备实时按需协同进行能量补充。基于移动充电设备的当前能量提出了自适应充电策略,在充电请求数量过多时依据节点的能量需求紧迫程度调整充电方法。仿真实验结果表明,相比于其他调度方案,所提出的算法在存活节点数、总剩余能量、移动损耗比和首个死亡节点出现时间四个方面都具有较优的表现。该算法为实际应用场景中节点充电任务的不确定性和多个充电设备协同问题提供了解决方案,在一定程度上延长了网络寿命。

分段式动态无线充电系统研究

动态无线充电(DWC)技术将成为解决电动汽车“里程焦虑”和“充电难”问题的重要技术手段,而动态无线充电技术所存在的建设成本高、电网冲击等问题限制了其快速的发展。文章基于发明问题解决理论(TSIP)方法对问题的分析,提出了分段式动态无线充电系统用于解决目前存在的问题。分段式动态无线充电系统通过分段建造、设备共享、太阳能发电、储能等技术,有效地解决了动态无线充电技术存在的问题。文章通过样机的可行性验证,证明了分段式无线充电技术能够满足未来动态无线充电技术的发展,能解决纯电动汽车未来普及面临的问题。

可见光与红外双光谱视频监控小车研制

针对目前换流站视频监控平台和巡视机器人存在监控盲区及无法满足临时性及一对一设备运行状态跟踪监视的不足,研制了一台支持可见光和红外测温双光谱的设备监控小车。该小车能够定点对设备(部件)进行监视和红外测温,具备升降、旋转、实时监视和历史回看等功能,可更加灵活部署至现场对设备运行状态进行跟踪监视。小车采用太阳能板供电,支持4G/5G、WiFi等无线和有线以太网等传输方式,并开发了跨平台移动端App和后台服务端监控系统。国内某换流站的实际应用表明,该小车在减少运维人员低效率现场查看工作量的同时,能够高效地进行设备状态跟踪监视,提高设备运维工作效率。

可充电无线传感器网络动态拓扑问题研究

在可充电无线传感器网络中的能量补给设备兼任数据采集设备的情况下,提出了可充电无线传感器网络时变动态拓扑模型,并在此基础上根据最大化能量补给设备驻站时间比为目标提出了最优化问题。通过分析不同时刻不同传感器节点和无线能量补给/数据采集设备的工作情况及需要遵循的约束条件,得到与原问题具有等优性的多状态线性规划问题。求解该优化问题,获得可充电无线传感器网络动态拓扑下的周期动态路由和无线能量补给/数据采集设备的工作策略。与之前的研究成果相比,优化目标值均有20%以上的提升。

无线充电设备能量受限的WRSNs周期性充电规划

研究无线充电设备(wireless charging equipment,WCE)的充电能量和行驶能量均有限的情况下使用WCE为传感器节点周期性充电问题。对于每一个充电周期,旨在最大化充电周期时间的同时最小化WCE充电和行驶能量的总消耗值,以最小的WCE能量消耗功率保证无线可充电传感器网络(wireless recharging sensors networks,WRSNs)永久性工作下去。通过分析传感器节点能量约束和WCE行驶及充电约束,建立以最小化WCE能量消耗功率为优化目标的优化模型。充电问题为NP-Complete问题,使用混沌粒子群算法(chaos particle swarm optimization,CPSO)求解优化问题得到WCE充电路径和节点充电时间,并设计了由2种数据路由和3种节点分布类型组合成的6种WRSNs仿真场景,与基本遗传算法(genetic algorithm,GA)对比,其收敛速度至少提升了1倍。

无线大功率海上溢油跟踪浮标监测技术改进

为满足溢油应急工作的需要,改进无线充电式跟踪溢油浮标。目的是当海上溢油事故发生时,应急人员可根据预测的溢油漂移扩散的路径和影响的区域,一旦溢油污染到该水域,溢油应急指挥人员便可随时充电,通过该监测设备实时动态、及时准确监测到溢油发生的时间和位置,从而更快捷做好应急反应救援工作。同时,无线充电设备可以方便企业随时充电,减少搬运碰撞,延长溢油浮标无线充电设备的使用寿命。

可充电的WSNs网络SIC干扰管理工作策略研究

随着无线传感器网络的规模不断扩大,开放信道中的通信干扰与节点能源有限问题严重制约传感器网络性能。研究在星型拓扑结构下可充电无线传感器网络的多用户介入通信干扰管理技术,旨在提高系统吞吐量、频谱和功率利用率,延长网络生命周期。首先针对多用户介入的通信干扰管理技术提出一种启发式的功率分类算法实现并发通信传感器节点的分簇,并对其分类效果进行验证。其次,结合并发无线通信中节点行为特征,引入无线能量补给设备,构建以最大化能量补给设备驻站时间比为目标的跨层优化问题,并将其转化为具有等优性的线性规划问题,进而求解得到无线传感器节点和无线能量补给设备的优化工作策略。仿真和实验证明,在维持传感器网络生命周期的前提下,采用并发通信的干扰管理策略和无线能量补给后,网络的通信能力和功率利用率都得到提升,该仿真场景下充电小车驻站时间占比ηs能达到47%。

基于多中继线圈结构的无线电能传输系统恒流/恒压输出方法

在高压杆塔在线监测设备的电池充电过程中,为了兼顾充电速度与安全,常采用恒流/恒压充电方式。文中基于多中继线圈的无线电能传输系统,提出一种仅切换一次系统工作频率便能实现恒流/恒压输出的方法,该方法无需复杂的控制和额外的元件。首先,分析得到恒流、恒压与系统系数矩阵之间的定量关系;然后,采用迭代算法确定各个补偿参数的数值,使得系统在两个不同的频率点上可以分别实现恒流或恒压输出;最后,切换系统的工作频率,即可从恒流输出模式切换到恒压输出模式。实验结果表明,在负载大范围变化时,电流增益和电压增益仅略微变化,且在整个充电过程中几乎没有无功功率。

无线充电技术及其应用

移动电子设备的广泛应用,使得充电成为公众的需求。无线充电技术经历多年的发展,已经推出多种方案。用户要求无论到何处,设备充电将具有互操作性和便利性。人们正在尝试各种不同的技术。