关键字 |
| 能源采集、无线传感器网络、多能源多数据传输(MEMD)。 |
介绍 |
| 从最后几衰变,无线传感器网络(WSN)已引起研究者的注意处理无线通信的理论和实践挑战[1][8]。无线传感器网络是大量的小传感自供电的节点收集信息或检测特殊事件和以无线方式进行通信,将他们的处理数据的最终目标基站。传感器节点通常是电池供电,能量优化和网络效率是非常重要的。传感、处理和通信三个关键元素的组合在一个很小的设备产生大量的应用[2]。无线传感器网络应用程序最多样化的环境监测等领域,战争、孩子教育、监督、显微外科手术带来革命,农业[8],[13]。无线传感器网络提供了许多机会,但也带来许多挑战,比如能源通常是一种稀缺和不可再生资源。 |
| 无线传感器网络能量受限的系统,可以增加他们的使用寿命,从环境中提取能量。能源供应是无线传感器网络的主要设计约束和电池的寿命是有限的供应。电池的大小超过大多数其他系统组件在许多传感器节点。解决这个问题的一个方法是为网络提供功能来自动从环境,养活自己和实现大大延长寿命,减少电池的大小。其他方法是基于能量采集电路和一个超级电容器储能系统的无线传感器节点(WSN)。 |
| 能量收获能力在无线传感器网络中引入了许多设计问题的建筑系统,如一个节点如何利用其收获能力增加其一生[3]节点,可以调整其能源消耗资料在线以无限期生存在一个给定的能源在不影响其任务的性能。 |
| 剩下的纸是组织如下。在第二部分中,无线传感器网络是解释说。第三节,说明能量收集无线传感器网络与多能源多数据传输(MEMD)和单一能源多数据传输(SEMD)。在第四部分,仿真结果解释道。最后,结论是V节。 |
无线传感器网络 |
| 无线传感器网络是一个网络,它由空间分布式传感器节点监控物理或环境条件,如温度、光、振动、运动或污染物。一个节点包含一个处理器和多种类型的内存,可能有一个收发器,包括一个电源,适应各种传感器。这些组件集成在单个或多个板,和包装在一个小盒子。传感器网络通常由成千成千上万这样的节点通过无线通信渠道信息路由和处理。每个节点收集信息环境和合作通过无线网络传输数据到汇聚节点。收集到的信息处理节点,或基站,在这些操作的组合。轮传感器节点的节能操作通常是电池驱动,因此在一个极其节俭能源预算工作。 |
能量收集无线传感器网络 |
| 能源效率是无线传感器网络的主要关注点,它已被广泛研究[4]。WSN只由一个标准电池,不难想象,整个网络将失去有效性经过一些关键节点的电池逐渐枯竭。基站的最短路径是隐式基站也最少的能源消费路径。在传统的基础上,能源是有限的。当节点的电源完成,它不能继续工作,除非再次充电。所以努力是设计节能的网络协议来最大化网络的生命周期能耗最小化。能量收集无线传感器网络(EH-WSN)是一种使用可充电电源的基础而不是使用传统的电池[5]。 |
| 这无限的力量可以提供环境如光、振动和热。然后我们将收获能量存储在一个存储设备。当设备使用能量收获而不是电池,剩余的能量不再是一个有用的数量来维持。如图1所示,我们可以获得无限的权力,我们可以在网络无限的寿命。图2显示了组件的能量收获WSN。 |
一个。多能源和多数据传输(MEMD) |
| 考虑一个简单的两个节点“a”、“b”和多能源和多数据传输,如图3所示。协议的时间图是图4所示。节点b传送的数据节点a“x2”时间间隔。节点a合并后的数据传送(自己的数据和节点b数据)为x1的时间间隔。假设一些压缩节点' a ',节点发送的数据' a '不会总数据压缩数据。所以我们必须考虑一些压缩系数“k”。所以“k”的范围是0.5到1 x1 = 2 kx2。所以k = 0.5是最低允许值和它可以被解释为压缩总比特最大的比特数的一半,而不是更多。“k”= 1意味着没有压缩。节点a传送能量节点b x3的时间间隔。 Remaining time it will be receiving energy from the source. The equations of energy in one time period at both nodes are as shown below. |
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| 收到,p1, p2权力从源节点' a ', ' b '。ptx,插件可以传输和接收功率消耗。e1, e2停学效率在各自的力量水平。 |
b .单一能源多数据传输(SEMD) |
| 考虑一个简单的两个节点“a”、“b”和多数据传输与单一能源如图5所示。协议的时间图是图6所示。在这种情况下,多跳通信将类似于上面的情况。但能量转移是只从源节点。所以管理能量方程在两个节点在一个时间段如下 |
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四、结果和讨论 |
| 在下面这个例子中参数视为地图集贴片天线3 dbi正在考虑即gt = gr = 3 dbi,参考距离做= 0.5 m,路径损耗指数n = 3,功率辐射(P) = 40 dbm (10 W至20 W) 40 dbm = 10 W,衰落损失= 6 db, C100收发器,数据率= 76.8 kbps,传输电流(It) = 5.3 mA,获得当前Ir = 7.4 mA首先是Ea = 0两种方法用于SEMD MEMD和第二个是SEMD和MEMD Eb = 0。还要考虑N1 =从节点到S的比特数,N2 =从节点B的比特数,X1 =分数的时间传输数据从年代和X2 =分数的时间从B到一个传输数据。 |
| 图7显示了pa、pb和k,当Ea = 0多能源和多数据传输(MEMD)和图8显示了pa、pb和k,当Eb = 0多能源和多数据传输(MEMD)。图9显示了N1、N2和k当Ea = 0和图10显示了pa、pb vs k Ea对单一能源= 0时多数据传输(SEMD)。图11显示了N1、N2和k Ea = 0时,图12显示了pa、pb vs k Ea对单一能源= 0时多数据传输(SEMD)。 |
V.CONCLUSION |
| 摘要等能量分布提出了一个包含3个节点的情况。多跳能量转移和直接能量传递方式进行了比较。多跳充电的最佳配置参数是需要分析网络的某些配置。。本文模拟的能量收集无线传感器网络(EHWSN)。最后给出了一些例子与单一能源多数据传输(SEMD)和多能源多数据传输(MEMD)。 |
数据乍一看 |
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引用 |
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