维持运行：自给自足传感器网络的系统设计

自维持性是现代传感器网络的关键一步。在此，我们提出了一种由可再生能源供电的自主传感器网络的原创且全面的框架。我们将设计分解为两个嵌套的优化步骤：内部步骤刻画了在平均能耗约束下的最优网络工作点，而外部步骤则提供了在线能量管理策略，使系统在存在不可预测和间歇性能源的情况下实现能量自给自足。我们的框架为能量收集传感器网络的控制实用方案设计提供了新见解，并允许评估关键传感器网络参数的影响，如电池容量、收集器尺寸、信息传输速率和无线电占空比。我们分析了在节点具有不同能量流入统计特性以及拓扑可能发生变化的情况下，所获能量管理策略的鲁棒性，并设计了有效的启发式方法。最后，我们结合真实太阳辐射轨迹对这些能量管理策略进行了评估，将其与现有最先进解决方案进行对比验证，并描述了相关设计选择在可实现网络吞吐量和电池电平动态方面的影响。