[发明专利]无线传感器网络中节点电池恢复和能量搜集方法

权利要求书

1.无线传感器网络中节点电池恢复和能量搜集方法，其特征在于，所述方法采用占空周期设计，根据节点所处工作状态、缓冲状态、睡眠状态安排节点的电池恢复和能量搜集方法；所述方法具体实现步骤如下：

步骤A：节点初始化，完成分簇过程；

步骤B：在工作状态下节点将等待数据传输，完成其作为簇首或者簇成员的

任务；

步骤C：在缓冲状态下的节点操作；

设漏电功率为P_lcak，搜集功率P_scav，饱和时间门限值为t_sat，缓冲时间门限值为t_db，时间为t；

当P_leak<P_scav，如果t≤t_db，普通簇成员进行RF能量搜集，并利用缓冲时隙进行电池恢复；簇首利用缓冲时隙进行电池恢复；如果t>L，普通簇成员继续进行RF能量搜集，直到有数据传输任务，簇首立刻进行数据传输；

当P_leak≥P_scav，如果t≤t_db，簇首和簇成员利用缓冲时隙进行电池恢复；簇成员关闭RF能量搜集电路；如果t>t_db，关闭RF能量搜集电路，随时准备传输数据；

步骤D：在睡眠状态下的节点操作

当Pleak<P_scav，如果t≤t_sat，簇成员进入浅度睡眠，除了电池恢复，同时进行RF能量收集；簇首进入深度睡眠状态，进行电池恢复；如果t>t_sat，节点激活；

当P_leak≥P_scav，如果t≤t_sat，簇首和簇成员均进入深度睡眠，进行电池恢复；如果t>t_sat，簇首和簇成员激活。

2.如权利要求1所述无线传感器网络中节点电池恢复和能量搜集方法，其特征在于，所述方法中步骤A的分簇过程是指所有部署在无线传感器网络中具有更高初始能量的20%的节点作为簇首，普通节点根据接收到的簇首宣告消息中RF功率大小选择簇首，RF功率大的节点优先入选，该普通节点成为该簇成员；簇成员是搜能节点，它们可以同时从能量搜集和电池恢复中获益；而簇首只能从电池恢复中获益，属于供能节点。

3.如权利要求1所述无线传感器网络中节点电池恢复和能量搜集方法，其特征在于，所述方法中簇成员节点RF能量搜集系统采用CMOS电路。

4.如权利要求2所述无线传感器网络中节点电池恢复和能量搜集方法，其特征在于，所述方法中供能节点的圆形通信范围半径为R_T，载波侦听半径为2R_T；搜能节点的圆形通信范围半径为1/2R_T，载波侦听半径为2R_T。

5.如权利要求2或4所述无线传感器网络中节点电池恢复和能量搜集方法，其特征在于，所述方法中一个搜能节点周围最多有5个供能节点。

6.如权利要求1所述无线传感器网络中节点电池恢复和能量搜集方法，其特征在于，所述方法采用TDMA/CSMA混合接入机制；所述混合接入机制使得簇首之间利用TDMA同步方式来获知对方的占空周期；簇内节点基于CSMA竞争机制来发送数据。