[发明专利]基于射频能量收集的无线传感器网络MAC协议设计方法

摘要

本发明公开一种基于射频能量收集的无线传感器网络MAC协议设计方法，首先对能量传输与数据传输赋予不同的优先级，使得能量传输优先级高于数据传输优先级，确保能量可以及时地得到补充；继而给具有较高剩余能量的传感器节点分配更高的优先级来传输数据，以使得网络中各个节点能量消耗比较均匀；并且通过调整能量发射台处初相，实现在请求能量的节点处得到最大化的能量；同时根据业务负载强度来为每个能量请求分配充电持续时间，防止通信中断时间过长，实现能量收集与数据传输同步自适应。

主权项

基于射频能量收集的无线传感器网络MAC协议设计方法，其特征在于，包括：B1、设计无线传感器网络场景，所述场景满足：1)能量发射台向全向空间辐射能量，对传感器节点进行充能；2)能量带内传输；B2、确定能量传输与数据传输各自的优先级；具体为：B21、确定能量传输优先级，具体为：定义能量传输时隙、能量传输短帧间间隔、数据传输时隙、数据传输短帧间间隔，根据分布式帧间间隔的定义，得到能量传输分布式帧间间隔以及数据传输分布式帧间间隔；所述能量传输时隙小于数据传输时隙，能量传输短帧间间隔小于数据传输短帧间间隔，则能量传输分布式帧间间隔小于数据传输分布式帧间间隔；B22、确定数据传输优先级；给具有较高剩余能量的传感器节点赋予高优先级；B3、根据步骤B2确定的能量传输优先级，对能量进行传输；具体包括：B31、请求能量；当传感器节点的电压低于预设阈值时，传感器节点广播请求能量分组来请求能量；B32、计算能量发射台发送能量的初相；接收到请求能量分组的能量发射台根据接收到的信号强度估计与对应传感器节点的距离，并根据得到的距离确定发送能量信号的初相，然后回复一个恒定的能量脉冲，所述能量脉冲持续时长为一个能量传输时隙；B33、获知一个能量传输时隙可收获的总能量，预计充电时间；发送请求能量分组的传感器节点，根据一个时隙收到的来自各个能量发射台能量脉冲信号的总能量以及电容器目标电压计算传感器节点预计充电时长T；B34、能量传输确认；传感器节点通过发送确认分组告知各能量发射台能够收到能量，并告知各能量发射台该传感器节点的预计充电时长T；B35、能量传输；在传感器节点发送确认分组之后经过一个能量传输短帧间间隔等待周期后，所有收到能量请求的能量发射台开始传能；B4、根据步骤B2确定的数据传输优先级，对数据进行传输。