三维无线传感器网络寿命和动态路由算法.pdf

《三维无线传感器网络寿命和动态路由算法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、140、传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第ll期DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)11-0140-03三维无线传感器网络寿命和动态路由算法李超，韩江洪。(1．合肥工业大学计算机与信息学院，安徽合肥230009；2．安全关键工业测控技术教育部工程研究中心，安徽合肥230009)摘要：无线传感器网络(WSNs)寿命受到电池能量的制约，利用无线能量传输技术对传感器节点进行充电，可以解决无线传感器网络的能量问题。以三维无线传感器网络为研究对象，证明三维

2、最短Hamilton回路为无线充电设备遍历网络中节点的最优路径，提出了网络的连续时变模型，并简化复杂度为多项式的离散+1阶段线性规划模型。仿真结果表明：通过运算离散+1阶段线性规划模型能够使无线传感器网络持续运行。关键词：三维无线传感器网络；充电策略；动态路由；三维最短Hamilton回路；线性规划模型中图分类号：TN925文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)11-0140-03Networklifetimeanddynamicroutingalgorithmfor3DWSNsLIChao，HANJiang．hong，。(1．S

3、choolofComputerandInformation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China；2．EngineeringResearchCenterofSafetyCriticalIndustrialMeasurementandControlTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Wirelesssensornetworks(WSNs)areconstrainedbylimitedbatteryenergy，anditcanbesolvedbyrecha

4、rgingsensornodesperiodicallythroughwirelessenergytransfertechniquewhichwouldmakesensornodesremainoptionalpersistently．For3-dimensional(3D)WSNs，anoptimizationproblemisproposed，afterprovingthattheoptimaltravelingpathforthewirelesschargingdeviceisthe3DshortestHamiltoncycle，theco

5、ntinuoustime—varyingmodelwereproposed．Simulationresultsindicatethatthenetworklifetimehasbeenextendedindeed．Keywords：3-dimensionalwirelesssensornetworks(3DWSNs)；chargingstrategy；dynamicrouting；3DshortestHamiltoncycle；linearprogramingmodel0引言的发展和应用使定期对无线传感器网络节点能量补给提供三维无线传感器网络(w

6、irelesssensornetworks，WSNs)了可能。早在1901年，NikolaTesla就开始研究无线能量转是由部署在三维空间中执行一定感知任务的传感器节点组化技术J。KursA于2007年发表在《Science)杂志上的研成的无线网络系统⋯。如用于空气质量监测的传感器网究使通过强耦合磁共振方式进行零损失的无线能量传输变络，负责煤矿井下安全的传感器网络、部署在建筑物各层的为可能J。传感器网络等。由于地形起伏，即便是布设在地面上在三维空间内，有源基站B周围随机分布若干无线传的传感器网络也并非如理论假设那样处在同一个平面感器节点。基站B负

7、责接收各传感器节点发来的信息。上。与基站B欧氏距离小于的节点由基站对其进行无线充部署在野外或大型建筑物各层的无线传感器网络因长电。无线充电设备(wirelesschargingdevice，WCD)负责给期工作在无源环境，主要能量来源是一次性电池供电，导致网络中的其他节点进行充电。WCD从维护站S出发，以一无线传感器网络所能工作的时间是非常有限的。定的顺序遍历三维无线传感器网络中的每个节点，为三维无线能量传输(wirelessenergytransmission，WET)技术无线传感器网络中的节点进行充电，WCD遍历完所有节点收稿日期：2015-

8、03—11基金项目：国家自然科学基金资助项目(61370088)；国家国际科技合作专项资助项目(2014DFB10060)；安徽省高等学