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物联网-智慧传输-基于能量收集与占空比优化的传感网节能技术研究.pdf
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物联网-智慧传输-基于能量收集与占空比优化的传感网节能技术研究.pdf
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摘 要
无线传感器网络由众多具有特定采集功能的传感器节点组成。而自身所携带
能量决定了它的工作持续能力,它是节点生命周期的体现。因此,传感器节点的
能量管理显得尤为重要。节点的能量管理问题和低占空比的时延限制是目前研究
的重要课题。
本文实现了一种太阳能传感器节点的节能设计,对太阳能节点的 MPPT 算法
模型进行了研究,提出了一种特别适合在灾害天气环境下的节点能量自适应调节
算法并进行仿真实验,结果表明算法具有很好的效果。为解决低占空比方式下的
时延限制问题,本文提出了一种基于禁忌搜索的启发式优化算法,并能较好地维
护复杂网络中的 E2E 延迟,仿真实验结果表明其延迟维护性能比延时维护策略
(Delay Maintaince)更优越。为解决链路质量较差,能量受限的网络的时延问题,
本文提出了一种 MC-Streamline 延迟维护方案,以保障 Sink 节点到网络中特定节
点的等待延 迟 。仿 真 实 验 结 果 表 明 MC-Streamline 较 Single Streamline 和
Muti-Streamline 具有更优的延迟保障性能。
延时约束协议目前只在 Matlab 仿真平台上进行了性能评估,仿真结果具有一
定的片面性。在实际节点上验证协议有效性将是下一步的主要工作。
关键词:无线传感器网络 能量收集 太阳能电池 低占空比 网络延时
Abstract
Wireless Sensor Network is composed of multitudinous sensor nodes which have
specific acquisition function, and the energy it carries determines its continuous
working ability, this is the embodiment of node’s life cycle. Therefore, the energy
management of sensor nodes appears particularly important.
This paper realizes a kind of energy-saving design using solar sensor nodes. It
does research into the MPPT algorithm model of solar node, and presents a node
energy adaptive control algorithm particularly suitable for disaster weather and
conducting simulation experiments. The results show that the algorithm has a good
effect. For solve low duty ratio under the way of delay limit problem, this paper puts
forward a kind of based on tabu search heuristic optimization algorithm which can
maintain the complex network of E2E delay, simulation results show that its Delay
Maintenance performance is better than the Delay Maintaince. In order to solve the
poor-quality link and energy-constrained network delay problems, this chapter
proposes a MC-Streamline deferred maintenance program to protect waiting delay
from Sink node to a specific node. Simulation and experimental results show that the
MC-Streamline has the best delay protection performance among the Single Streamline
and the Muti-Streamline.
Delay constraint protocal currently evaluates only in the Matlab simulation
platform, and the simulation results have certain one-sidedness. The next major work is
to verify the effectiveness of the protocal in actual node.
Keyword: Wireless Sensor Network Energy Harvesting Solar Cell
Low Duty-Cycle Network Delay
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