基于能量采集供电的无线体域网资源分配策略研究的中期报告中期报告一、项目背景随着物联网普及以及各种无线设备数量不断增加，无线体域网（WirelessBodyAreaNetworks,WBANs）的应用也越来越广泛。WBANs是指将各种小型传感器和植入式设备布置在人体内、穿戴在人体表面或者周围，建立起一种短距离、低功率的无线通信网络，用于人体生理参数的监测、医疗健康管理等领域。WBANs的发展面临着许多挑战，比如小型化、低功耗、长寿命、高可靠性和低延迟等需求。尤其是由于WBANs应用场景的复杂性，传统的供电方式难以满足对电力的要求，限制了其实际应用的广泛发展。因此，利用能量采集技术实现自供能已经成为了研究的热点。二、研究目的和意义本项目旨在提出基于能量采集的WBANs资源分配策略，旨在为WBANs的能量供给问题提供新的解决方案。具体来讲，研究重点包括：1.基于能量采集的WBANs传感器节点设计。2.基于能量采集的WBANs资源分配策略设计。3.基于能量采集的WBANs数据传输方案设计。4.基于实际应用场景的能量采集性能分析。通过本项目的研究，可以有效解决传统供电方式难以满足WBANs应用的问题，提高WBANs的可靠性、延迟和寿命等指标，实现WBANs的更加广泛的应用和推广。三、研究进展1.WBANs传感器节点设计本项目提出了一种基于能量采集的WBANs传感器节点设计，采用振动式发电机和超级电容器实现自给自足的能量供给，同时利用体能传感器，采集人体的生理参数。该节点通过低功耗的通信协议与基站通信，实现通过床垫感知睡眠状态的应用。2.WBANs资源分配策略设计本项目提出了一种基于能量采集的WBANs资源分配策略，该策略结合了节点能量容量、能量收集速率和功耗等因素，实现了对节点能量的有效分配。具体来讲，采用了动态调度算法和限制能量采集算法，实现了节点能量的合理利用和保护。3.WBANs数据传输方案设计本项目提出了一种功率控制的数据传输方案，该方案结合节点能量容量和节点距离等因素，实现了数据传输时的能耗最小化。同时，在保证信号质量的前提下，实现了数据传输的可靠性。四、下一步工作计划接下来，本项目将分别开展如下工作：1.基于实际应用场景的WBANs能量采集性能分析。对振动式发电机等能量采集技术在实际应用中的性能进行测试验证，得出能量采集效率、容量和稳定性等指标。2.参考现有研究，进一步挖掘基于能量采集的WBANs资源分配策略的新思路和方法。3.对于数据传输方案，将进一步优化算法和调整传输策略，实现数据传输效率的提高。4.将WBANs传感器节点的设计和资源分配策略等研究成果进行整合，进一步搭建WBANs通信系统，并完成实验验证。五、项目总结本项目实现了基于能量采集的WBANs传感器节点和资源分配策略的设计和研究，为WBANs的能量供给问题提供了新的解决方案。同时，通过WBANs数据传输方案的实现和优化，提高了WBANs的可靠性和延迟等指标，为WBANs的应用场景的拓展和推广奠定了基础。