基于射頻能量收集技術的移動充電與感知系統(tǒng).pdf

1、傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點一般僅使用電池作為能量供給，由于電池的儲能有限且供給方式單一，能量供給已成為無線傳感器網(wǎng)絡發(fā)展的最大瓶頸。為了擺脫節(jié)點供能不足的約束，同時滿足傳感器數(shù)據(jù)的轉發(fā)需求，本文設計了一種基于射頻能量收集技術的移動充電與感知系統(tǒng)，其中可充電傳感器節(jié)點能夠主動收集并轉換射頻能量為自身供能;為了便于能量源到達三維空間節(jié)點坐標，同時提高能量源的工作效率，本文利用智能無人機搭載攜帶能量源以及數(shù)據(jù)網(wǎng)關到達待充電位置，為節(jié)點進行輻射充

2、電并實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)轉發(fā);在滿足所有節(jié)點充電需求情況下，本文研究能量源的最佳移動控制策略，基于投影定理和聚類算法，提出了一種嵌套的TSP路徑選擇算法。
　　本文首先設計并實現(xiàn)了基于射頻能量收集的可充電傳感器節(jié)點，節(jié)點采用遠場無線充電的方式進行能量傳輸，能夠實現(xiàn)自主收集環(huán)境中的射頻能量，并將射頻能量轉換為直流電壓從而為整個節(jié)點持續(xù)供電。通過多次實驗測試，建立了節(jié)點的無線充電接收功率的數(shù)學模型。
　　然后開發(fā)了基于智能無人機的移動

3、充電與感知系統(tǒng)。無人機搭載能量源，按照設定的路徑為能量耗盡的傳感器節(jié)點進行充電，本文所設計的射頻發(fā)射器可支持15m充電距離，實現(xiàn)對三維空間待充電節(jié)點高效能量補給，尤其適用于偏遠、危險及人工難以到達地域的待充電節(jié)點。同時，利用數(shù)據(jù)網(wǎng)關搭建了從節(jié)點到云端服務器的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的實時顯示與存儲。在完成整個系統(tǒng)搭建的基礎上，將其應用于兩個實際的工程項目，并取得了很好的測試結果。
　　本文最后研究了三維空間移動能量源的充電調度