42、无线能量收集系统与核径迹检测计数技术解析

无线能量收集系统与核径迹检测计数技术解析

无线能量收集系统相关技术

1. 多跳通信问题与解决策略

多跳通信在网络分析和能量收集方面有一定作用，但也存在诸多困难，如节点故障、网络切片、网络流量增加、功率不足以及通信范围受限等。为改善节点性能，采用了时分多址（TDMA）调度。在TDMA中，不同节点可在不同时隙使用信道，数据通常借助路由协议，从传感器节点经簇头流向网关。在此使用LEACH算法控制数据传输方向和能量消耗，该算法基于聚类方法，每个簇包含簇头和节点。
其具体贡献如下：
- 传感器节点面临的通信范围限制挑战，可通过使用多跳通信技术的自组织链路解决。
- 为减少节点、簇头和目标节点间的数据包丢失，使用TDMA信道，为每个时隙分配一次数据传输。
- 传感器不用于传输时，激活其睡眠模式，有助于降低能量消耗。
- 像LEACH这样的路由协议，能为数据传输提供可靠的最佳路径。

2. 无线能量收集单元

随着物联网的持续发展，能源效率技术愈发流行。有多种环境能源可供收集，如太阳能、热能、动能、射频能等。这里着重探讨射频能量收集技术，它利用蜂窝网络等无线信号，将蜂窝网络传输的射频信号转换为电能。
在相关系统中，发射器频率范围为3 - 300 KHz，节点天线负责接收射频信号。通过匹配电路可进行频率调谐、接收信号的阻抗匹配以及节点内的能量收集。捕获的射频信号借助整流器转换为电信号，电能会分配到节点电池的各个方面，如消耗能量、睡眠能量、传输能量和接收能量。
收获的功率与发射器功率、发送站和接收站的天线增益、波长的平方有关，与距离的平方成反比，可通过以下公式估算：
[
\begin{