能量采集无线传感器网络中路由算法研究文献综述
2020-06-01 15:49:45
1. 研究背景
无线传感器网络是由一些微型传感器构成的计算机网络系统，其中传感器节点主要负责对一些地点或地区进行检测或监测。由于在系统中传感器节点的数量较多且一般情况下成本并不高，其被广泛使用，传感器节点在网络中Ｗ多跳的方式传输数据包，并且能够完成自组网。该技术综合了MEMS技术、传感器设计与分布技术、嵌入式设计技术及无线通信技术、分布式信息加工与处理技术等口，可对感兴趣的区域进行探索并对有关信息进行处理，可以联合各种集成的传感器进行协作，并对目标进行实时监测或者信息采集口。在网络中，大量的传感器节点的位置分布是随机的，并且由于节点自身的限制，传输功率十分受限，所节点采取无线自姐网技术进行通信，其具有快速部署、自组织、高容错性等特点。2011年，美国商业周刊和MIT技术对未来影响世界的技术进行了评选，无线传感器网络技术被评选为21世纪最有影响的21项技术和改变世界的10大技术之一，是一种非常有前景的技术。
能量采集技术具有可再生和低碳无污染等特点，应用前景十分广阔，本文将基于能量采集技术与无线传感器网络相结合的方向进行研究。
无线传感节点的工作时间和状态受到其电池能量的影响，而传感器节点通常采用化学电池供电。在众多应用中，比如工业装置和环境监测传感器，无法对电池能量耗尽的无线传感节点进行更换。
而应用能量米集技术可让能量米集无线传感器中继节点从环境采集能量，从而提高网络的生命周期。例如在桥梁上的ＥＨ中继节点安装太阳能电池板或者振动采能器给传感器充电，该技术可W使节点能够连续的工作。但是环境能量往往不是固定不变的，其随机变化性会导致EH中继节点采集和拥有的能量十分不稳定，所如何让EH中继节点能够克服并适应环境能量的随机性并充分利用环境能量成为了研究的重点。
2.国内外研究综述
因为具有极大的使用价值，无线感器网络的研究一时之间成为各国关注的焦点，更因为无线传感器网络在军事应用和环境监测等方面有着不可替代的优势，所以无线传感网络在军事上的应用也是世界各国关注的焦点。美国最早在年由美国自然科学委员会投入了大量的资金进行无线传感网络的研究，研究出大量的理论成果。美国军事部门对无线传感网络的研究也相当重视，因为无线传感网络可以替代人类长期工作在危险的恶劣的环境中，基于这个特点美国军事部门提出了计划，以求充分利用现代科技的力量减少战场上不必要的伤亡。
另外作为业界的领头羊的微软和英特尔等大型的跨国公司也幵始无线传感网络的研究计划，并且取得了一定的成果其中早在年英特尔公司就把无线传感网络作为未来计算机发展计划。微软和也在同一时期做出了相应的规划。当然世界各主要发达过家也纷纷启动了对无线传感网络的研究计划。其中日本、欧洲国家和一些世界新兴国家比如印度和巴西等国家也是走在前列的。由于无线传感器网络来自无线网络，已经提出的路由协议可以作为无线传感器网络路由协议。有人设计了适合静态网络的距离矢量序列协议有些人设计了移动网络的动态源路由（协议，以及一些如按需距离矢量（协议的混合协议。这些协议都不适合小电池低容量供电的传感器节点。由于这些路由协议不太适合无线传感网络，美国几所大学设计出了一些新的适合无线传感网络的协议，如等无线传感网络专用的协议。算法是和三人在年提出的一种分层路由算法，以循环的方式随机选择簇头节点，将整个网络的能量负载平均分配到每个传感器节点中，从而达到降低网络能源消耗、提高网络整体生存时间的目的”）。尽管年以来无线传感网络获得了一些成果，但是作为一项新兴的技术，无线传网络的研究还处于初级阶段，对在实际中的应用还有很长的路要走。
我国一些研究机构也已经开始研究无线传感网络的一些关键技术，所以我们的起步并不晚，中科院在年的一次报告中首次涉及到无线传感网络，在之后几年内引起了业界的广泛关注，一些重大的科技项目也随之起步，国家自然科学基金和国家863计划基金开始把无线传感网络的研究作为重点，同时国内各大科研机构，如中科院和一些高等院校也投入大量精力去研究无线传感网络的基础理论当然，经过一段时间的努力还是获得了一些科技成果。国内一些高等院校也相继投入到无线传感网络的研究中去，如中国科技大学、清华大学、电子科技大学、浙江大学也取得了一定的研究成果。由于世界各国的研究都是同时起步的，大家的水平都是在同一起跑线上的，所以各国的差异并不大，我们更应该抓好这些机会以期在这一领域获得丰硕的成果。
