无线传感器网络充电调度

本书是著者在开展无线可充电传感器网络充电调度研究工作基础上，参考国内外先进研究成果，对无线传感器网络充电调度的研究总结撰写而成。无线传感器网络以其丰富多样的应用场景而受到众多研究者广泛关注，然而能量限制是无线传感器网络的关键挑战。无线可充电传感器网络通过可控稳定的能量补偿调度成为解决能量限制的一个极具潜力的方案。本书首先对无线传感器网络充电调度的研究现状进行梳理。然后在第2部分研究单一移动充电器、多移动充电器以及定向移动充电器的能量补偿方案，首先建立建立充电调度模型，然后利用智能算法、深度强化学习算法等设计调度方案，并通过大量实验分析来验证方案的有效性。在第3部分研究移动充电调度协同优化问题，从充电顺序、充电时间及采样速率等多维度协同优化网络能量补给，针对不同模型设计高效的协同调度机制，最后通过对复杂场景案例来验证和分析协同充电调度方案有效性。从而形成一套无线传感器网络充电调度理论、方法和技术。

第1章 绪论11.1 无线传感器网络11.2 无线可充电传感器网络41.3.无线充电技术61.4 无线可充传感器网络国内外研究现状81.4.1 无线传感器网络能量解决研究方法91.4.2 无线可充电传感器网络充电模型101.4.3 无线可充电传感器网络充电器静态部署方案111.4.4 无线传感器网络移动充电调度的目标141.4.5 无线可充电传感器网络移动充电研究16第2章 基于改进蜂群算法的无线可充电网络充电调度252.1 充电模型和网络模型252.1.1 网络模型262.1.2 能量消耗模型272.1.3 充电模型282.1.4 充电最优调度问题模型292.2 移动充电车充电路径规划方法302.2.1 人工蜂群搜索策略312.2.2 人工蜂群编码设计332.2.3 节点的选择和路径规划352.2.4 改进的人工蜂群算法调度352.2.5 动态插入充电调度372.3 仿真实验与分析392.3.1 实验设置392.3.2 实验结果与分析422.3.3 算法的性能评估48第3章 无线可充电传感器网络多移动充电调度策略513.1 问题概述和系统模型513.1.1问题概述513.1.2网络模型523.1.3能量消耗模型523.1.4充电问题523.1.5多移动充电调度问题模型533.2多移动充电车充电调度求解方案543.2.1多移动充电车充电编码553.2.2改进的混合蜂群算法563.3. 仿真实验与分析593.3.1实验设置593.3.2 实验结果和分析60第4章 无线可充电传感器网络的多移动定向充电调度策略694.1.1网络模型694.1.2充电模型704.1.3充电子集704.1.4充电任务启动时间与充电时间724.1.5问题模型744.2 定向充电混合调度方案744.2.1充电路径规划编码754.2.2充电路径规划754.2.3动态插入算法774.3 实验仿真与分析784.3.1 实验参数合理性784.3.2实验参数设置804.3.3实验结果与分析81第5章 基于深度强化学习的WRSN中多充电车辆调度875.1 网络模型和问题定义875.1.1 网络模型875.1.2 充电模型885.1.3 能量消耗模型885.1.4问题定义895.2 强化学习的充电调度方案905.2.1 节点分配算法915.2.2 深度强化学习扩展925.3 多充电车协作策略965.4 实验仿真与分析975.4.1 参数设置合理性分析975.4.2 实验设置985.4.3 实验结果分析99第6章 无线充电传感网络充电调度与时间分配协同优化1046.1问题描述1046.1.1 网络模型1046.1.2 充电模型1056.1.3 时间约束1066.1.4 移动充电调度与充电时间分配问题模型1076.2 移动充电调度与充电时间分配的协同优化方法1076.2.1基本教与学优化算法简介1086.2.2 TLBO算法在无线传感网充电调度与分配中的应用1106.2.3 包含非周期性动态请求充电调度1146.3 仿真实验与分析1166.3.1 实验设置1166.3.2 实验结果与分析116第7章 无线可充电传感器网络中的分布式速率优化1317.1 问题描述1317.1.1 能量接收模型1317.1.2 能量消耗模型1327.1.3 信道容量1337.1.4 无线可充电传感器网络效用最大化模型1337.2 加速的分布式效用公平速率控制1347.2.1 对偶分解和效用公平速率控制1347.2.2 加速的分布式公平速率控制1357.3 仿真实验与分析1377.3.1实验设置1377.3.2 实验结果与分析138第8章 无线传感器网络中移动充电与流量协同优化策略1428.1 网络模型与问题定义1428.1.1能量消耗与补充模型1428.1.2 速率控制和能量补充的效用框架1448.2一种分层的方法解决的问题方案1458.2.1充电车辆路径规划1458.2.2分布式公平效用速率控制算法1458.2.3充电时间分配优化1478.2.4 多阶段优化方法框架1498.2.5 快速分布速率控制的扩展1508.3仿真实验与分析1518.3.1 实验设置1518.3.2 实验结果与分析152第9章 基于无线充电传感器网络的桥梁监测无人机调度1609.1 网络模型与问题描述1609.1.1网络模型1609.1.2问题描述1629.2 三维空间充电路径规划框架1639.2.1复杂空间下无人机轨迹规划1649.2.2改进的蚁群系统算法1669.2.3基于蚁群算法的充电调度1709.3无人机充电调度与时间分配的两阶段优化1719.3.1传感器充电时间分配1719.3.2无人机充电调度的两阶段优化框架1729.4实验仿真与分析1729.4.1 实验设置1729.4.2 实验结果与分析173参考文献182