综述：无线传感器网络中移动汇聚节点的数据收集与能量补给

这篇综述创新性地探讨了利用移动汇聚节点（MS）解决无线传感器网络（WSN）中能量受限与数据传输瓶颈的策略，系统比较了纯数据收集（DC）与数据收集-能量补给双功能模式的优劣，提出了融合物联网（IoT）技术的周期性/按需混合调度框架，为延长网络生命周期提供了新思路。

　　

Abstract

无线传感器网络（WSN）受限于电池容量和存储空间，静态汇聚节点常面临能量枯竭与基站（BS）数据传输效率低下的双重挑战。移动汇聚节点（MS）的引入不仅显著延长了网络运行时间，更通过动态路径规划优化了网络性能。当前MS解决方案主要分为两类：单一数据采集型与数据-能量协同管理型，后者通过无线充电技术实现传感器节点的全量/部分能量补给（Full/Partial Recharging）。

移动汇聚节点的双重使命

在森林火灾监测或ICU患者生命体征追踪等场景中，配备无线充电模块的MS沿预设轨迹巡航，既收集簇头节点（CH）的聚合数据，又通过磁共振耦合为临界节点补充能量。实验数据显示，采用混合式充电策略（核心节点全补给/边缘节点部分补给）可使网络寿命提升3-8倍。值得注意的是，MS的移动轨迹优化与充电调度需综合考虑节点剩余能量、数据紧急程度及拓扑结构。

技术实现路径

基于分簇（Clustering）架构的WSN中，MS遵循周期性轮询与事件驱动（On-demand）相结合的采集模式：常规环境数据按固定周期收集，突发异常数据触发即时响应。在智慧农业应用中，配备太阳能板的MS可实现能量自持，其路径规划算法需平衡充电效率与数据时效性的矛盾，典型方案包括基于Voronoi图的区域分割和强化学习动态调参。

挑战与未来方向

当前技术瓶颈在于异构网络中的动态充电调度，以及MS与地面基站（BS）、无人机中继的协同组网问题。前沿研究建议将数字孪生技术引入MS控制系统，通过虚拟映射实时优化物理网络参数。在可穿戴医疗传感器领域，微型化MS与生物能量采集技术的结合可能突破现有功耗限制，这需要材料科学与边缘计算的跨学科突破。