【摘 要】
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在低功耗的无线传感器网络中,传感器节点一般采用电池供电,而有限的电池能量限制了传感器节点的使用寿命,从而影响整个传感器网络的生存周期。为了摆脱传感器节点对电池的依
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在低功耗的无线传感器网络中,传感器节点一般采用电池供电,而有限的电池能量限制了传感器节点的使用寿命,从而影响整个传感器网络的生存周期。为了摆脱传感器节点对电池的依赖,本文提出了基于射频能量收集的无线充电传感器网络,该网络中的传感器节点能够将射频能量转化成直流电能为节点供电。通过深入研究无线充电传感器网络,本文完成了如下主要工作：(1)设计无线充电传感器节点的硬件平台。本文的无线充电传感器节点是一种无源设备,它把环境中的电磁波转变成电能给传感器节点供电。无线充电传感器节点主要包括天线模块、射频前端模块、微处理器模块、传感器模块、调制解调模块五个部分,其中天线模块和射频前端模块主要实现射频能量的收集和存储,微处理器模块控制传感器节点的数据处理以及通信协议的实现,传感器模块感知传感器节点的传感器数据,调制解调模块实现传感器节点的通信过程。(2)构建基于无线充电节点硬件的无线充电传感器网络系统。本文提出了基于无线充电传感器节点和阅读器的通信架构,利用EPC C1G2协议标准实现了数据通信。在无线充电传感器网络系统的基础上,通过实验的方式得到了阅读器与充电节点之间的能量传输模型,并且设计了基于加速度器的无线充电传感器节点加密认证门禁系统。(3)研究基于无线充电传感器节点的网络监铡质量问题。监测质量是网络监测的重要指标,本文利用实验获得的能量传输模型,在无线充电传感器网络中分析无线充电节点对监测区域中发生的事件的捕获情况。根据阅读器和无线充电节点对能量的使用策略的不同,本文设计了三种不同的基于无线充电传感器网络的唤醒机制,并对这三种唤醒机制进行了详细的理论分析和数值仿真,最后给出了三种唤醒机制的性能对比。
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