减少能量消耗的方法精选(九篇)

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第1篇：减少能量消耗的方法范文

【关键词】慢性乙型肝炎;日常活动;量化干预

doi:10.3969/j.issn.1006-1959.2010.05.213文章编号:1006-1959(2010)-05-1221-02

Daily activities in patients with chronic hepatitis B Quantitative Analysis of nursing intervention PU Ding-qi. Sichuan Province Zhong Jiang county town south community hygiene service centre (Red Cross hospital) zip code:618100

【Abstract】Objective:Analyse effect and effect in discussing the daily activity quantization nursing interfering with in clinical nursing of chronic hepatitis B (CHB) patient.Methods:Be in hospital with 58 examples the CHB patient random is every 29 examples mark interfere with a group and contrast a group.Interfere with a group implementing quantization to daily activity on routine nursing basis interfering with;Contrast the group line routine nursing.2 group,equally,every examining the l the third revolution of time of grain ammonia enzyme (ALT) and general bilirubin (TBIL) across 7 ds,and carries out comparison.Time at the same time,observing change condition,daily activity sustained time that 2 set of energies consume and being in hospital.Results:2 set of daily activities sustained time difference has statistics meaning (P

【Key words】Chronic hepatitis B;Daily activities;Quantify interference

对于慢性乙型肝炎(CHB)的治疗手段目前主要还是依靠休息、饮食、药物等综合措施,其中卧床休息是很重要的环节,尤其是肝功能明显异常时,卧床休息更为重要[1]。临床上,护理人员在给CHB患者实施护理健康教育时,一般只是停留在表面,告诉患者如何去"休息",休息到怎样一个度,没有具体的量化数据,说服力较弱,患者的主观依从性差,导致护理质量下降,影响临床疗效。鉴于此,我科2005-2008年10月对29例CHB住院患者的日常活动实施量化护理干预,获得良好的效果,现报道如下。

1.资料与方法

1.1 一般资料:收集58例CHB患者,均为我科2005-2008年10月的住院患者,随机分为干预组和对照组各29例。干预组男19例,女10例,年龄16-60岁,平均年龄(43.15±4.5)岁;对照组男17例,女12例,年龄18-61岁,平均年龄(48.32±5.55)岁。2组患者在年龄、性别、病情等方面差异无统计学意义(P>0.05)。并向患者告知研究方案和方法,均在知情同意的条件下,自愿参加此研究。本组患CHB的诊断参照2000年9月的中华医学会传染病学会制订的诊断标准[2],入选患者谷丙转氨酶(ALT)120-600U/L,总胆红素(TBIL)50-150μmol/L。排除合并有甲亢、血液病、严重贫血、严重心肺疾病者。

1.2 方法:每组患者药物治疗采取统一肝炎治疗方案。干预组在常规护理基础上,实施日常活动量化干预;对照组仅实施常规护理。(1)干预方法。对干预组患者日常活动采取以下日常活动量化干预措施:根据WHO报告的要因加算法,将日常活动分为休息、轻体力、中体力、重体力4种活动类型,即24h内日常活动及时间的安排-休息类(卧床休息、午睡、晚睡等)为12-13h;轻体力类(穿脱衣服、看电视等)为9-10h;中体力类(步行、上下楼等)为l.0-2.5h;重体力类(跑步等)为0-0.5h。(2)日常活动项目能量消耗量的估测。2组患者均采用生活观察法、全天活动时间记录法[3,4],详细登记其24h中各种活动类型的内容和时间,以mim为单位准确记录24h内从事的各项日常活动类型及起止时间,1d之内相同的活动时间相加,最后得出1d内各项活动所用的时间。测量2组患者的体质量(清晨空腹、脱鞋帽、外衣),以kg为单位,读数精确到0.1kg。根据日常活动量与能量消耗率之间的转换方法将消耗量数据化,即各类活动项目的能量消耗量=体质量×kJ.kg-1.min-1×活动时间。合计求出全天总能量消耗量。

1.3 观察指标:2组病例每隔7d(根据病情需要必要时可加查)查ALT、TBIL,观察ALT、TBIL的变化。评价2组患者住院期间ALT、TBIL变化速率[(最高值-最低值/同期时间)]与能量消耗量之间的关系。

1.4 数据处理:应用SPS11、12软件进行统计分析,所得数据以(x±s)表示,计量资料采用t检验。

表1 2组日常活动持续时间的比较

组别nCHB病情严重程度(例)

轻度中度重度不同类型日常活动持续时间(x±s,min)

休息轻体力中体力重体力

干预组2911810347.98±12.95265.55±11.4356.89±13.459.37±4.22

对照组2910811320.45±8.58255.00±13.6367.90±11.9817.94±6.41

表2 2组之间能量消耗量、ALT变化速率、TBIL变化速率和住院天数的比较(x±s)

组别n能量消耗量(kJ)ALT变化速率TBIL变化速率住院天数

干预组293723.50±289.3211.60±2.611.24±1.046.48±1.94

对照组294158.38±233.5810.32±2.970.95±0.894.25±2.87

2.结果

2.1 2组日常活动持续时间的比较,(见表1)。2组日常活动持续时间的比较,干预组休息类,轻体力类、中体力类、重体力类与对照组的比较,t分别为29.321、26.089、-11.201、-18.910,P

2.2 2组住院期可能量消耗量、谷丙转氨酶、总胆红素变化速率和住院天数的比较(见表2)。干预组能量消耗量、ALT变化速率、TBIL变化速率、住院天数与对照组的比较,t分别为-19.983、5.113、4.043、-1.599,P

3.讨论

3.1 有研究表明,人在直立时肝脏的血流量比卧位时减少40%,而直立下活动,甚至可减少80%~85%的肝脏血流量,由于肝脏血流量减少,肝细胞得不到充分的营养和氧,肝内糖元及蛋白质分解增加,这些代谢产物都要通过肝脏减毒,增加了肝脏负荷。人在日常生活活动中因从事的活动项目不同所消耗的能量也明显不同,有的甚至相差5-6倍[5],肝脏为人体能量代谢的主要脏器,能量消耗有可能导致肝功能的损伤,所以,能消耗率的多少与肝功能的恢复有着密切的关系,能量消耗反应了肝功能。ALT主要反映肝细胞的破坏,TBIL反映肝脏的排泄功能,在肝功能的检测中有重要意义。本研究选定ALT、TBIL作为肝功能的主要观察指标。

3.2 CHB患者应处理好休息与活动的辨证关系,休息可以促进肝功能好转,但长期过多休息又可能降低机体抵抗力[6]。本研究对CHB患者日常活动实施量化干预,对照组和干预组患者的住院期间能量消耗量比较,差异又统计学意义(P

临床上,大多数CHB患者在疾病尚未出现严重并发症,且临床症状较轻时,容易对此病存在麻痹思想,有的甚至还坚持上班,这对疾病的治疗是极为不利的,本研究结果提示,能量消耗多少与肝功能恢复密切相关,这就要求临床护理人员必须做好健康教育工作,使患者了解休息在疾病治疗过程中的重要行。在为患者实施健康教育时,建议患者实施日常活动量化干预。具体活动量可以依据本研究中干预组的活动时间,结合患者个体差异制订具体的、量化的日常活动计划,让患者对"休息"的内涵有较为直观的认识,从而由被动的接受变为主动的配合,不仅提高了患者的主观依从性,而且也提高了临床治疗效果。

参考文献

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[2] 牛俊奇,苏秀芬.肝炎病人生活质量调查分析(附142份健康状况调查)[J].吉林医学,2004,(05):5-7.

[3] 朱虹,彭汉香,张娴,蔡微娜.慢性乙型肝炎病人能量消耗量对肝功能指标的影响[J].护理研究,2006,20,(8):2019-2020.

[4] 周丽莉.乙型肝炎患者的整体护理[J].华夏医学,2003,16(5):110-111.

第2篇：减少能量消耗的方法范文

关键词：力量训练，强度，合理减肥

 

现代社会不断进步，科学技术不断发展，人们的生活水平也在不断提高。由此而带来的一系列问题也越来越明显，肥胖就是其中之一。肥胖是指身体内脂肪积累过多。肥胖的主要原因是热能不平衡，即营养过度，热能摄入量过剩，长期缺乏运动使新陈代谢逐渐降低，内分泌失调，影响脂肪代谢。由于身体活动量减小，热能的需求量也将减少，从而使多余的热量就以脂肪的形式贮存在体内，使体重、体脂超出正常水平，给人类的生活工作带来诸多的不便，而且影响到人类的健康。肥胖可引起人体机能的一系列变化，使人体的工作能力降低，甚至显著缩短寿命。对于成年人，肥胖是损害健康的先兆,肥胖时由于过量的脂肪在体内堆积，增加了身体负担，过多的脂肪需大量的血液来供应，加重了身体心血管系统负担。肥胖者在同等情况下,氧消耗较正常人高34%-40%，严重肥胖者对疾病的抵抗力下降。肥胖者动作迟缓，易疲劳，常有腰、背、腿疼，不能耐受高温，同时肥胖影响体型美观。论文格式。

随着现代社会的发展，生活水平不断的提高，肥胖症有逐年增加的趋势。近年来社会上出现了多种减肥方法：药物减肥、手术减肥、节食减肥、运动减肥等。减肥方法虽多，但如果应用不当，不仅达不到减肥的目的，还会引起一定的副作用及危险。运动减肥简便易行，效果最好。

研究报导，力量训练也是运动减肥的一种方式，力量训练能够帮助提高新陈代谢，减少脂肪，对减肥有明显的效果，同时可以改善机体的功能,提高机体的免疫功能。中低强度的力量训练是以脂肪供能为主，在运动中可以消耗大量的脂肪。大强度力量训练后的24h恢复期由于基础代谢率的加强,需要消耗更多的能量促进机体恢复,这时以脂肪供能为主。论文格式。因此，从某种意义上相对于中低强度力量训练来说，大强度力量训练可以消耗更多的身体脂肪。最新的研究表明，足够强度的力量训练，能使训练者在训练结束后也保持较高的代谢水平。但另有研究提出，力量训练会给机体带来不必要的伤害，不提倡力量训练减肥。多数实验研究样本为正常人群，肥胖群体作为特殊人群有其不同于正常人群的解剖生理结构，那么，力量训练能否对肥胖人群运动减肥起到积极的效果正是本文的论点。

力量训练是人体在运动中抵抗阻力的能力的训练。各项运动都非常重视力量的训练，提高力量素质就是要发育肌肉并提高神经调节机能。其原因在于：力量来自于肌肉的收缩，肌肉的粗壮必然导致肌力的增加。而神经调节使应该用力的肌肉协调集中的收缩，对抗的肌肉高度放松。

力量训练能够帮助提高新陈代谢，减少脂肪，对减肥有明显的效果，同时可以改善机体的功能,提高机体的免疫功能。力量训练能够控制机体运动时的交感神经分泌肾上腺素增加，刺激机体运动后的能量代谢增加，促进减肥效果。

力量训练会促进身体肌肉和骨骼的增加，即使已停止锻炼，能量消耗还会继续，以便身体生成新的肌肉组织。通过力量训练，身体已经变成一个消耗热量和脂肪的高效能机器，如果你是想要减少脂肪、以达到健美的目标。中低强度的力量训练是以脂肪供能为主，在运动中可以消耗大量的脂肪。大强度力量训练后的24h恢复期由于基础代谢率的提高，需要消耗更多的能量促进机体恢复，这时以脂肪供能为主。

最新的研究表明，足够强度的力量训练，能使训练者在训练结束后也保持较高的代谢水平。运动后过量能耗的增加必须达到一定的阈值强度才能有效果，低强度有氧运动还不能产生这种效果，中强度和大强度运动可以刺激机体运动后的能量消耗。在一定时间内，中低强度运动在运动后只能额外消耗少量的热量，大强度运动可以额外消耗更多能量。大强度力量训练导致机体瘦体重增加，肌肉能有效的消耗脂肪。实验发现，大小两种不同运动强度运动后，最大有氧能力都增加，低强度力量训练组肌糖原降解酶活性下降，而高强度力量训练组糖原降解酶活性增加，促进脂肪β氧化增加。得出结论认为高强度力量训练更易导致机体能量负平衡而达到减肥效果，并且认为大强度运动有利于促进机体骨骼肌对脂肪的氧化。

人们经常会认为运动后能量消耗增多，食欲会增强，食物摄取也会增加，能量过多的摄取足以抵消运动中的能量消耗而致运动减肥没有效果。但实际上大量研究文献表明，运动并不一定会导致食欲增强，运动对食欲的研究结果非常复杂。运动强度是影响运动后食欲的因素之一，而且运动中能量和身体脂肪的消耗在短时间内是不会导致能量摄取增加而抵消，虽然从长远来说，运动最终会导致食物摄取增加而达到能量平衡以维持身体正常体重。力量训练后消耗能量导致能量缺失，但不会在短时间(至少1小时)内导致食欲增加、摄食增多而完全补足运动中所消耗的能量；相反，一定强度的力量训练后，食欲会在短时间内下降，造成“运动性厌食”，但这种厌食行为只会持续一段较短时间，在这段时间过后，如果停止任何运动，往往食欲增加，摄食增多，逐步补充运动所消耗的能量达到能量平衡以维持自身体重。如果坚持长期力量训练，由于食欲抑制而导致的能量摄入减少，会造成身体能量负平衡，对超重和肥胖者控制体重有较好效果。

运动减肥消耗总能量，除了考虑运动中的能量消耗外，还要考虑运动后的能量消耗。对于减脂肪来说，运动中和运动后总能量消耗比单纯运动中的能量消耗更重要。中低强度力量训练可以持续较长时间，是以脂肪供能为主，在运动中可以消耗大量的脂肪，大强度力量训练虽然不能坚持太长时间，但是训练后的24h恢复期由于基础代谢率的增强，需要消耗更多的能量促进身体恢复，这时也以脂肪供能为主。不论中低强度力量训练，还是大强度力量训练，都能消耗大量能量。

大量研究表明，中低强度长时间有氧运动减肥效果明显。力量训练与有氧运动结合进行是将体脂控制在理想水平的最好方法。许多人认为，有氧运动消耗的是脂肪，单独进行有氧锻炼对控制和减少体脂最有效。有氧运动能达到消耗热量的目的，但却不能长时间地提高新陈代谢率。力量训练虽不能长时间提高心率，但它却增加了肌肉总量，从而使新陈代谢率得到提高，使人在休息时也能消耗更多的热量。论文格式。哪一种锻炼方式对减肥更有效，还可能因个体不同而异，也与身体健康状况、有无潜在心血管疾病等有关：身体状况好而且无任何心血管系统疾病者，可以从事大强度力量训练减肥；如果身体条件较差，应该以低强度有氧运动开始，当身体状态达到较高水平时，再从事大强度力量训练运动。另外，中低强度有氧运动加上适当力量训练可能会达到更好的减肥效果。

第3篇：减少能量消耗的方法范文

关键字:无线传感器网络,蚁群优化,信息素,路由算法

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)01-34-03

A Novel Routing Algorithm Based on Ant Colony optimization for Wireless Sensor Networks

HAO Xiao-qing

(School of Computer Science, Chengdu University of Electronic Science and Technology,Chengdu 610054,China)

Abstract: In this paper, we introduce a novel routing algorithm which is based on Ant Colony System. The aim of this novel algorithm is to solve the problem of energy and congestion control on wireless sensor network routing process. This algorithm is able to achieve better load balance and prolong the network lifetime. In this new algorithm we combine the pheromone released by multi-ant colonies and residual energy. We also introduce the competition mechanism among multi-ant colonies to avoid the simplex convergence. The new algorithm controls the network traffic congestion effectively and balances the energy consumption for sensor networks. Simulation results demonstrate that this algorithm has better performance on load balance comparing with fundamental ant colony algorithm.

Key words: wireless sensor networks; ant colony system; pheromone; routing algorithm

无线传感器网络[1]是近几年新兴的信息获取平台,具有快速展开、抗毁性强等特点,有着广阔的应用前景。路由算法的作用是初始化并维护包含路径信息的路由表。路由算法可分为单播、多播以及广播路由算法,它应该具有简单性、可扩展性、节能性和鲁棒性。另外,针对节点故障和网络拓扑变化还应该具有自重构性。

蚁群算法是一种群体智能算法,最初用于解决组合优化问题中的旅行商问题、二次分配等问题,并取得了较好的效果。蚁群算法具有分布式并行计算、自组织、正反馈的特点,且有较强的鲁棒性。由于无线传感器网络自身的特点,传统网络的路由协议不能很好地适用于无线传感器网络。许多学者都在集中研究开发基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法[2-4]。我们在本文中提出一种改进的基于蚁群优化的路由算法,该算法避免了基本蚁群算法中的单一收敛,在控制网络拥塞和平衡能量消耗上也达到了很好的效果,延长了网络生命周期,实现无线传感器网络的路由优化目标。

1 基于蚁群优化的路由原理

1.1 蚁群算法原理

蚁群算法[5]是一种启发式算法,蚂蚁借助他们在通过了的路径上留下的信息素彼此通信。每个蚂蚁可以嗅到其它蚂蚁留下的信息素并通过信息素引导自己的移动方向,但信息素会随著时间的流逝而挥发。因此,路径的长度和经过这条道路径的蚂蚁个数会影响信息素的浓度。另一方面,信息素的浓度将引导蚁群中其他蚂蚁的移动方向,如果有很多蚂蚁经过这条道路径,那么其它的蚂蚁选择这条路径的概率将会很高。这在蚁群系统中构成了一种信息素正向反馈机制。

近几年,生物启发算法已被广泛地应用到网络路由问题上,基于蚁群优化的路由算法对最大化网络生命周期有显著贡献。基于蚁群算法的路由算法一般分为两大类。一是Ant-Net算法,即通过正向蚂蚁和逆向蚂蚁的协作来取得最优路由,正向蚂蚁收集节点信息而由逆向蚂蚁根据这些信息来更新路由表。另外一种是蚁群控制算法, 它以特殊的概率选择和更新路径。该算法只有一种蚂蚁,从源点出发到终点。当蚂蚁抵达终点时更新路由表。两种算法在网络变化中都具有较强的自适应性,并能迅速的建立最优路径。但是当他们更新路由表时有两个缺点:一个是节点瘫痪,这是由于网络延迟,节点能量消耗过快引起的。另一个是因广播通信中更多的蚂蚁需要协同工作而消耗过多的能量。

为了达到结果最优和适应无线传感网络,在文献[6]中,提出了均衡节点的能量消耗的蚁群算法路由协议,他们利用蚂蚁算法建立最优路由路径。文献[7]中作者提出了基于蚁群系统的网络能量平衡路由算法。文献[8]实现了多蚁群路由算法。

1.2 基本蚁群路由算法

我们将无线传感器网络的拓扑结构模拟成一个无向图G(N,A),N是节点集,A是路径集。在初始化过程中,图中所有的路径都被给定一个信息素值。当搜索活动开始,蚂蚁会随机的在候选的节点集中选择一个并开始搜寻过程中。在这个搜寻过程中,蚂蚁倾向于选择具有较高浓度的信息素路径的下一个节点。当所有的蚂蚁都完成了他们的搜寻过程,更新全局信息素。这意味着所有路径上信息素会蒸发掉一部分,每一个蚂蚁根据能量消耗参数更新它通过的路径上的信息素。如果能量消耗参数低,这条路径上的信息素减少的就会很少。随后蚂蚁会选择一个新的节点重新开始搜索过程。

我们假设一些蚂蚁在节点n,蚂蚁k根据概率Pk(n,d)访问下一个节点d。Pk(n,d)公式如下:

在公式(1)中,Ω代表信息素大小,Γ代表从源点到目的地的距离的倒数,Xk(n)表示蚂蚁还没有访问过的节点集,ε是调整能量消耗和信息素之间关系的一个常数。全局信息素的更新根据公式(2):

ΔΩk(n,d)由公式(3)表示:

这里,Ek是蚂蚁k完成路由路径搜索的能量消耗。

从上面的描述我们可以知道,所有的蚂蚁通过具有最高信息素的路径到达目的地。因此,如果一条路径可以引导蚂蚁到达目的地,这条路会涌现大量的蚂蚁,最后我们会把这个路径作为热路径。在无线传感器网络中,这种热路径并不一定是一个用来转发数据包的最佳选择。因为在这个路径上数据包可能会拥塞、甚至导致部分网络崩溃的结果。而且热路径会缩短网络的生命周期。

2 基于蚁群优化的无线传感网络路由算法

为了达到平衡负载这个目的,我们不得不改进基本的蚁群算法。新算法能让数据包通过不同的路由路径来转发,收敛速度更快,避免了单一收敛。在新方法中,我们将标记不同的数据包流使他们通过不同的通道转发。为此我们引进多蚁群之间的竞争机制,结合节点能量的变化来达到负载均衡的目标。因为每一个蚁群都有他们自己的信息素,我们将每个蚁群标记不同的信息素以作为他们的蚁群划分。一旦不同的信息素出现在同一转发路径上时,所有的信息素会被迅速蒸发掉。这意味着, 不同的蚁群的信息素相互抑制。因此,这就导致了这个转发路径上蚂蚁的数量将会越来越少。

我们定义m个蚂蚁的蚁群为A1,A2,…,Am-1,Am,每个蚂蚁的信息素为Ω1,Ω2,…,Ωm-1,Ωm。蚂蚁Ai停留在节点n,根据概率Pik(n,d),蚂蚁Ai将访问下一个节点d。

这里Ω代表每条路径上信息素的量,Γ代表从源点到目的地的距离的倒数,Xik(n)表示蚂群Ai中蚂蚁k没有访问过的节点集,ε是调整能量消耗和信息素之间关系的一个常数,值设置为2。φi,d是蚁群Ai中蚂蚁k的信息素能量操作因子:

Ed表示蚁群Ai中蚂蚁k将要访问的下一个节点的能量消耗,Uk(n)表示蚁群Ai中蚂蚁k将要访问的下一个节点集合。

公式(4)中,?谆j是当蚁群Ai和其他蚁群有相同推进方向时候的抑制概率因子:

公式(6)表明在搜索传输路径过程中,如果两个蚁群Ai和Aj在同一路径上,这两个蚁群会相互抑制,最后导致这个路径上的两种蚁群的蚂蚁数目都减少。然而,这种数据流平衡不能使网络快速的稳定。在任何一个蚁群系统中,当选择一个路径的概率发生了变化,选择另一个相关路径作为下一个路径的概率也将更新。所以更新概率应该要满足下式:

在公式(7)中,我们以节点n作为源节点,并且所有的候选转发节点都有他们自己的转发概率,概率和为1。因此,在调整一个转发节点概率后,所有转发节点的概率都需要重新计算,也就是要动态的调整概率。

从公式(4)中可以看到,当所有的蚁群相互竞争最优路径时,他们都服从来自于转发节点的能量消耗最小的约束条件。也就是为了达到当蚁群算法收敛于最优解的同时平衡节点间的能量消耗的目标。与此同时,我们的算法将避免所有的蚁群收敛于同一个全局最优解,更避免了通信拥塞并延长了网络生命周期。全局信息素的更新公式(8):

这里的Eik表示当蚂蚁k完成路由路径搜寻后的能量消耗。在公式(8)中,λi表示改进后的信息素挥发因子,这个因子能由公式(10)计算:

εij是信息素抑制参数。在我们的算法中,我们使用信息素抑制参数来计算在两个蚁群竞争过程中的信息素的挥发程度和在竞争中蚂蚁减少的数量。

3 实验与分析

我们把改进的算法和基本蚁群算法做了实验比较。实验结果统计图如下:

图1基本蚁群算法中蚂蚁的多样性 图2改进的蚁群算法中蚂蚁的多样性 图3节点D的能量消耗情况

图1是模拟基本蚁群算法的实验结果,显示随着时间的推移不同路径上的蚂蚁的数目。结论:在路径BD上,蚂蚁的数量急剧增加。然而,路径BC和BE上的蚂蚁数目的远低于BD上的。图2显示的是改进算法的实验结果,可以看到在最优路径BD上,蚂蚁的数量得到了控制并相对于基本蚁群算法有明显的减少。另一方面,在路径BC和BE上,蚂蚁的数量也显著增加,这可以达到平衡网络负载这个目标。我们还对节点D在改进的算法和基本蚁群算法关于能源消耗上做了比较。从图3中可以看到采用基本蚁群算法时,节点D的能量消耗显著;相反,改进的算法在负载平衡上很有效,节点D则保留了更多的能量。

新算法结合了多蚁群的信息素释放机制和节能策略,还引进多蚁群之间的竞争机制以避免算法的单一收敛,解决了无线传感器网络路由过程中节点能量消耗和拥塞控制问题,能够达到更好的负载平衡能力,并延长了网络生命周期。

4 结束语

WSN具有广阔的应用前景,但是由于节点能量,处理能力,储存空间以及带宽等的限制,它的大规模应用还是存在许多需要克服的问题,设计一个满足需要的高效的路由算法是目前面临的一个主要问题。在本文中,我们提出一种新的基于蚁群优化的无线传网络的路由算法。新算法对基本蚁群算法进行了改进。引入多蚁群之间的竞争机制来解决局部最优解的问题和避免早熟现象。同时,结合节点的能量消耗问题,实现负载平衡。算法对延长网络的生命周期具有很明显的效果。

参考文献:

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[6] 杨靖,熊伟丽,徐保国.无线传感器网络中基于蚁群算法的路由算法[J].计算机工程,2009,35(6):4-6.

第4篇：减少能量消耗的方法范文

误解一：运动越激烈，效果越好

这是一种较为普遍的误解，其危害很大。如：病愈不久的人，过早地去参加与病情不相适应的过激运动；年事已高的老年人，一跑就是十几里，出现胸闷、心悸，甚至心绞痛时，还误认为运动量不足。其实，对于运动，每个人都应遵循循序渐进的原则，做到量力而行。不宜也不可能在短时间内，把运动水平提高到一个与身体状况不相称的“高水平”。特别是老年人，或患有某些慢性病、老年病病人或久病初愈的人，剧烈的体力活动，会加重体内的消耗，人为干扰体内自身调整过程，影响身体健康，或使原来“无症状”的疾病一触即发，出现意外。笔者亲眼见过一位“恨病”的人，由于骤然增加运动量，在强制自己长距离跑步之后，病情加重，由心绞痛演变为心肌梗死。

以减肥为目的的运动者，短时间高强度体育锻炼的能量消耗，也并不比进行平稳、缓和而运动时间较长的人能量消耗量大。有人曾经做过观察，发现能量消耗主要与运动时间呈正比，而与短时间运动强度关系不大。因此，为防止意外，老年人大可不必冒此风险，完全可以通过寻找自身合适的健身方法，如：快走、慢跑或打拳这类缓和而安全的运动。

误解二：只有晨练才有效

多数老年人由于睡眠较少和早醒的原因，愿意在晨间锻炼。由于这一现象的普遍存在，很多人便误认为晨练最好。其实不然，运动可以选择在一天内的任何时间，除了早晨之外，晚上运动也同样会收到相同的效果。相反，强制性选择晨练，对睡眠较晚的人并不合适，既容易造成睡眠不足，又容易出现整日疲乏无力。在冬季或气温骤然下降的早晨，寒冷的刺激还可使冠状动脉血管痉挛，进而容易发生心绞痛、心肌梗死或血压升高。此外，有些城市早晨空气烟雾较大，二氧化碳含量较多，晨练反而会影响健康。当然，以此理由养成而贪床懒睡的习惯，对健康也是不利的。

第5篇：减少能量消耗的方法范文

关键词：无线传感器网络；能量消耗；LEACH；网络均衡

中图法分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）03-0043-02

0 引 言

近几年来，随着各种技术的发展和应用的推进，传感器正在向微型化、网络化、集成化和智能化方向快速发展。在实际的应用中，由于微传感器的成本低、覆盖范围较小，所以通常需要大量的微传感器协同工作，无线传感器网络应运而生。无线传感器网络具有规模大、密度高、网络拓扑动态变化、自组织等特点，被广泛应用于环境监测、智能家居、智能交通等领域。

1 无线传感网络的体系结构

无线传感器网络（wireless sensor network，WSN）通常由传感器节点（sensor node）、汇聚节点（sink node）和管理节点组成，如图1所示。大量传感器节点随机分布在待监测区域，这些传感器节点通过无线通信的方式自组织成网络，并将感知到的数据信息进行一定的处理分析后传递给汇聚节点，然后通过卫星、移动通信网络及互联网传输到后端的管理节点。

图1 无线传感器的体系结构

但是无线传感器网络有一个致命的问题，就是续航。由于大量的微传感器被抛撒在无人的监测区域内，所以没有办法给它更换电池或充电，当能量被消耗完时，微传感器将失效。但是无线传感器网络是以数据为中心的，用户关心的是在整个监测区域中监测对象所感知的信息，希望能够获取不同监测位置的信息，所以要尽可能地均衡能量消耗，使绝大部分传感器能够工作到整个无线传感网络集体失效的那一刻。所以如何最大化整个无线网络的生命周期，如何在保证完成工作的情况下节省能量消耗将成为研究的重中之重[1]。

2 LEACH层次路由

LEACH（low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是无线传感器网络中典型的低功耗自适应的层次路由协议[2]。该协议假定所有的传感器节点的地位都是平等的，每个节点具有的能量和各个方向的能耗都是相等的。以“轮”的方式随机选择簇头节点，簇头节点将获取的非簇头节点感知的信息传递给汇聚节点，将整个网络的能量消耗均衡地分摊到网络中的每一个传感节点，从而均衡网络中各个节点的能量消耗，来达到提高网络生存周期的目的。

LEACH路由算法在操作中采用“轮”的方法，每一轮由初始阶段和稳定阶段组成。在每一轮的初始阶段，每个传感节点产生一个0～1的随机数，如果这个随机数小于T（n），那么该节点就是簇头[3]。T（n）的计算公式为：

（1）

其中，p为簇头数占总传感节点数的百分比，r是当前的选举轮数，G是最近1/p轮不是簇头的节点集。

簇头节点选举成功后，向周围的节点宣布自己是本轮的簇头节点，非簇头节点将根据接收到的信号强弱来决定加入到哪个簇，并通知要加入的簇头节点。在稳定阶段，传感器节点采集数据，传递给簇头节点，簇头节点进行数据融合后传给汇聚节点。图2所示是LEACH层次路由算法示意图。

图2 LEACH层次路由算法

2.1 自动退避的簇头选举机制

在该路由算法中，采用“轮”的方式随机选举簇头，有效地均衡了传感器节点的能量消耗，延长了无线传感器网络的生存周期。但是在这样一个过程中，对于能量比较有限的传感节点而言，也是同样要消耗能量的。传感节点可以根据自己剩余能量与原有能量的对比结果，来决定自己是否参与簇头的选举。如果剩余能量比较多，那么可以参与簇头的选举，反之，则自动退避簇头的竞争以免消耗过多的能量，保存实力完成基本的信息感知功能，更好地服务于整个无线传感器网络。

2.2 设定阀值的数据融合

数据融合技术是无线传感网中的一项非常重要的技术。传感器节点的能量比较有限，而且经过大量的实践证明，节点发送和接收数据的能量消耗要远大于计算和正常工作的能耗。为了有效地提高传感节点的生存周期，采用设定阀值的方式。

传感器节点采集到监测数据后，根据节点中所设定的阀值和浮动范围值确定是否要将该数据上传，如果监测数据是在以阀值为中心的上下浮动范围内时，不上传数据；反之，如果超出了上下浮动范围，那么通过簇头上传该数据，修改管理中心数据库里的监测数据，同时将监测数据作为新的阀值继续监测。

由于分布于待检测区域的传感器，所感知的是周围环境中的一些模拟信息，而模拟量有连续变化的特征。基于这种实际情况，基于阀值的数据融合策略可以极大降低上传的数据信息量，从而能够节省自身的能量消耗。

2.3 基于能量的多路径路由

在LEACH层次路由算法中，非簇头节点根据信号的强弱来寻找自己合适的簇头节点，通过自动退避的簇头选举机制以及设定阀值的数据融合技术，可以大大降低非簇头节点和簇头节点的能量消耗，并且一定程度上均衡了能量消耗。但是待检测区域中的多个簇头节点与汇聚节点之间还是采用一跳的方式实现数据传输，这在一定程度上加剧了簇头节点的能量消耗。在这里提出基于能量的多路径路由算法，可以有效地提高多个簇头源节点和目标节点之间的数据传输效率，均衡能量消耗。图3所示就是基于能量的多路径路由。

图3 基于能量的多路径路由

能量感知是根据簇头节点的可用能量以及传输链路上的能量状况选择合适的路径。这样在簇头节点和汇聚节点间将建立多条可达路径，在此基础上，根据节点的能量情况给每条路径相应的选择概率，在簇头节点传送融合后的数据时就根据概率随机选择一条路径[4]。通过这样一种方式，将待检测区域中的多个簇头节点的一跳数据传送转换为基于能量的多路径路由，一方面由于距离的缩短减少了簇头节点的能量损耗，另一方面综合考虑多个簇头节点的剩余能量状况和能量消耗情况选择合适的传送路径，从而有效节省了能量消耗，延长了网络生存周期。

4 结 语

本文采用自动退避的簇头选举机制、设定阀值的数据融合技术以及基于能量的多路径路由策略优化了LEACH层次路由算法，不仅降低和均衡了传感器节点和整个无线传感网络的能量消耗，而且优化了从簇头节点到汇聚节点的数据传输的能量消耗。

参 考 文 献

[1]赵静，潘斌. 无线传感器网络能耗分析与策略研究[J].通信技术，2010，43（10）：87-88.

[2]杨明帅.无线传感器网络路由算法研究[D].杭州：浙江大学，2005.

[3]胡彧，王静.基于蚁群算法的LEACH协议研究[J].传感技术学报，2011，24（5）：747-748.

[4]孙利民，李建中，陈渝，等. 无线传感器网络[M]. 北京：清华大学出版社，2005.

[5]潘高峰，冯全源. 超宽带无线多媒体传感器网络中的能耗分析[J].高技术通讯，2011（6）： 569-574.

Discussion on energy consumption in wireless sensor network

SHANG Hong

（Wuxi South Ocean College， WuXi 24081， China）

第6篇：减少能量消耗的方法范文

能量消耗限制了智力的发展

人类脑部消耗的能量十分惊人：脑部约占体重2%，却消耗了全身20％的能量。同时，大脑灰质耗能更惊人，脑细胞的耗能甚至和心脏耗能一样多，人类在进行各种深度的思考时也需要消耗更多的能量。大量的能量消耗使大脑发展受到限制，这也将限制我们的表现和行为，从而影响我们智力的发展。

人脑体积不可能再增加

在200万年的演变过程中，人类大脑体积增加了3倍，负责计划和决策的大脑新皮层明显增加。因为这个进步，人类取得了辉煌的成就，创建了各种文明以及复杂的社会行为。是否能够让大脑的体积进一步增长，从而增加更多的神经元以提高大脑的处理能力呢？

科学家认为，这种方法是不可行的，因为它将产生一个严重问题：随着大脑的增长，其神经元的体积也会增加，导致大脑密度降低。这会使脑细胞之间的距离变大，连接细胞的轴突也必须变得更粗更长，这样才能更快地传递数据。结果会怎样呢？细胞电脉冲传递的时间变得更长，让大脑无法以正常的速度处理信息。

科学家指出，更粗的轴突还会导致另一个与能量有关的严重问题。轴突变粗一倍，能耗也会增加一倍，但脉冲传递速度却只能提高40％。大脑体积并不是决定智力或信息处理能力的唯一因素，大脑“缆线”结构及其活动也许更为重要。随着大脑体积变得更大，更多的能量被用来增强内部轴突而不是大脑信息处理区域的能力，因此希望通过增加大脑体积来提高智力的想法不可行。

    

人脑为何会变小？

2万年前人类大脑的体积是1500立方厘米，现代人类大脑体积平均是1350立方厘米，减少了相当于一个网球的体积。但这并不意味着我们变得更笨了，相反，我们学会了如何利用我们的有限资源。在进化过程中，大脑变小、变得更有效，可以节省很多能量，这就如同今天我们看到的电脑处理器。

第7篇：减少能量消耗的方法范文

关键词：大学生；羽毛球；减肥；运动处方

自20世纪60年代以来、肥胖症席卷欧美、引起人们的重视、肥胖症已成为现代社会重要的“文明病”之一。防治肥胖的基本原则是使人体长期、持续地处于能量摄取与消耗的负增长状态之中。就是说、通过限制饮食以减少能量的摄入；通过运动锻炼增加能量消耗、使机体所需能量维持在负平衡状态、并长期维持、以使体内过剩的脂肪组织转换为能量并释放、从而逐步达到减少脂肪、减轻体重的目的。

1 评价方法

1.1 测试器材

用国产（HB）电子体重计、电子血压计、电子肺活量计、台阶试验电子仪、身高测试仪、标准软尺、卡尺。

1.2 形态指标评价

（1）皮褶厚度：利用Brozek公式（皮下脂肪厚度×计算人体密度×体脂百分比）；（2）体重指数：体重指数（BMI）=体重（kg）/身高平方（m2）；（3）身体围度：腰臀指数（WHR）=腰围（cm）/臀围（cm）。

1.3 心血管系统功能检查指标

（1）实验前、中、后哈佛台阶试验（5min测试）指数检查比较；（2）实验前、中、后定量负荷试验（30秒30次蹲起、N=[（P1+P2+P3）-200]/10）的心率恢复指数检查比较；实验前、中、后的比肺活量指数[N=肺活量（ml）/身高（cm）] 检查比较；（4）实验前、中、 后的血压指数及血管弹性指数（N=脉压差/收缩压×100） 检查比较。

通过以上4项心血管系统功能检查指标、主要是对实验对像进行身体检查、训练量与强度的控制、以便对负荷做出适当的调控、做到有的放矢、事半功倍的效果。

2 运动处方

2.1 一般体检（问卷调查）

（1）目的：希望通过羽毛球有氧运动锻炼达到减肥和提高运动能力；（2）病史：无家族病史、现在就是肥胖；（3）运动史：较少运动、运动能力差、对运动不感兴趣；（4）生活史：喜欢睡觉、平时一日多餐、一餐多食、喜欢吃夜餐、无就餐规律。

2.2 临床医学检查

（1）体重指数、腰臀指数都大于临界值、身体肥胖。

（2）血压偏高、无糖尿病、冠心病、肝、肾等合并症。

（3）肺活量低于全国同龄平均值、台阶实验指数较低。

2.3 运动处方的制定

2.3.1 运动强度。中、低强度的运动可以持续较长时间、可以更多地动员体内脂肪的分解以提供能量、而且被氧化的脂肪总量比高强度剧烈运动多。运动强度为最大运动量的40%～60%、减肥运动最佳心率的计算方法是：（220-年龄-安静心率）÷2+安静心率。

2.3.2 运动频率。每周锻炼3～5次。

2.3.3 运动持续时间及总时间。只有当运动时间超过30min、脂肪才被动员起来与肝糖元一起供能。短于30min的减肥运动、无论强度大小、脂肪消耗均不明显。为此练习者应根据自己的实际情况选择练习时间、一般情况下运动时间不要超过2个小时。总时间为12周。

2.3.4 运动方式。主要是选择参与者所喜欢的并能长期坚持的运动。通过和运动者沟通及亲身实践、该运动处方主要采取打羽毛球的运动方式来进行。

2.3.5 活动场所。室内羽毛球场

3 分析与讨论

3.1 羽毛球有氧运动对机体体重、脂肪和体脂%的影响

羽毛球有氧运动可以通过增加能量消耗减少体内脂肪的积蓄。人体体脂储存量的改变体现了能量平衡的改变。研究表明、坚持有氧运动减肥、一年平均能减少3.2kg体重、5.2kg脂肪和5.8%的体脂、同时可获得2.0kg的瘦体重。Ross等人1994-1996年对57名男女肥胖者进行节食和运动减肥效果的研究表明：单独节食、节食加羽毛球有氧运动或抗阻力量运动都能有效地降低体重（降低10% ）、减少皮下脂肪组织量（减少25% ）和腹部脂肪组织量（减少35% ）。Applegate等人对动物实验研究发现、在有氧运动减体脂的过程中、虽不能减少细胞脂肪数量、但可以抑制脂肪细胞的积累、减少脂肪细胞体积。同时、有氧运动通过增加能量消耗减少了摄食效率、也减少了体脂沉积。

3.2 运动时间

进行减肥运动时、每次运动时间应持续30～60min；但在锻炼开始时、运动时间应相应缩短、以不低于20 min /次为宜、然后逐渐增加45～60 min /次、使锻炼者有一个逐步适应的过程。

3.3 效果分析

本处方只进行了12周、但对肥胖者来说、必须长期坚持不懈地进行羽毛球有氧运动、使有氧锻炼成为生活必不可少的组成部分。锻炼时采用控制心率法来控制运动强度（最大运动安全心率的50%～70%）、以锻炼者不感到过度疲劳为宜。同时要进行适当的节食才能达到综合减肥效果。

4 小结

（1）适量运动+合理膳食+生活方式的改变是理想而有效的减体重的方法。（2）科学化、定量化、个别化的减肥运动处方是防治肥胖症的最佳、最简便易行和经济可靠的方法。（3）制定减肥运动处方之前应进行严格的体格检查和体能测试、在此基础上切实根据参与者的身体、生理状况制定合理的、行之有效的运动处方。（4）在减肥过程中、根据减肥对象的具体情况来调整减肥运动处方、对体重减少较慢的肥胖者可适当加大运动强度和塑身练习强度。

参考文献

第8篇：减少能量消耗的方法范文

关键词:游泳运动员;合理营养补充

合理营养对人体维持正常生理机能,保持机体健康具有重大意义。运动员属于特殊人群,由于要承担日常巨大的运动负荷。合理的膳食结构和营养补充对运动员保持身体健康,促进其运动水平的提高具有积极影响。游泳属于速度耐力性项目,其运动环境特殊。游泳运动员需要长时间在低于体温的水中完成大强度的训练和比赛,运动过程中需要消耗大量能量。在倡导科学训练的今天,游泳运动员的合理营养补充无疑是保证运动员顺利完成训练、比赛任务的重要问题。

1 合理营养的意义

由于长年参加严格的大运动量训练,游泳运动员的日常营养补充和赛前饮食一直是教练员和科研人员关注的问题。虽然营养补充不能直接帮助运动员提高竞技运动水平,但多年来的科学研究已经证明合理的膳食结构和营养补充可以帮助运动员以更好的状态参加运动训练和比赛。

1.1合理营养提供充足的能量

严格的大负荷、大密度训练活动,使运动员的身体能量消耗要显著高于正常人。一个正常的68公斤的男子静止时一天的基础代谢需要1200卡热量;而同等身体条件的运动员一天大约要消耗3000-4000卡;在进行严格的游泳训练过程中,特别是日运动量达到10000米以上时,运动员的热量需要可能要增加至7000以上。机体的热量消耗通过合理的膳食营养补充可以对运动员参加训练活动流失、消耗的能量进行及时补充,从而保证训练的顺利进行。

1.2合理营养可以延缓疲劳的发生

关于疲劳产生的原因有很多不同的解释,ATP、糖原等营养素的耗竭和矿物质紊乱都是疲劳产生的因素。合理的营养补充可以提供给运动员参加运动训练所需的必要能量,帮助运动员以良好的状态参加训练和比赛活动,同时还可以帮助延缓疲劳现象出现时间。

1.3合理营养加速运动后的恢复过程

合理的运动营养不仅可以保证运动员以良好的机能状态参加训练和比赛,还可以加速运动员参与大运动量和激烈比赛后的恢复过程。

1.4合理营养增加免疫机能

由于长年参加大运动量、高强度的训练活动,运动员机体大部分时间都处于疲劳状态,疲劳状态的产生会降低机体对外界已有害物质和疾病的抵抗能力。而合理的膳食营养补充可以有助于运动员提高机体的免疫力和抵抗力。

1.5合理营养的其他作用

合理营养有助于稳定机体的内环境,调解器官的功能保证机体的正常新陈代谢。科学的营养补充还可以控制运动员身体内激素的变化。如果能够长期保证科学的补给,将有助于运动员机体出现对训练和比赛的良性适应改变。另外,合理的营养可以解决运动员的一些特殊问题,配合使用特殊运动营养品还可以达到强力作用。

2 游泳运动的能量捎耗特点

游泳属于周期性项目,由于人体在水中阻力是人体在空气中的多倍,因此游泳运动员体能消耗很大。另外,游泳运动员大脑皮质接受重复单一的刺激,神经、肌肉都极易出现疲劳。因此,游泳运动的能量消耗普遍高于同等时间、同等强度的陆上项目。当然,不同的个体能量消耗也有所不同。除了运动员的个体因素外,能量消耗水平还与水温、游进距离、速度、泳姿、动作技术的合理性等条件有关。

2.1水温的影响

竞技游泳比赛、训练要求水温在24℃-28℃之间。水传热是同温度空气的28倍,水温越低,人体散热越多,能耗也就越大。这也是为什么同等运动时间内,游泳运动的能量消耗远远高于其他运动项目的主要原因。

2.2游距与游速的影响

游泳是在水中进行的一种运动,因为特殊的运动环境使其具备了区别于其他运动的项目特征。水具有:压力;粘滞性;流动性;密度和难以压缩性等自然特性,人在水中的一切运动都受到水的这些物理特性的影响。在水中,任何物体都要受到水的阻碍作用,这个阻碍物体移动的力称为“阻力”。

人体在水中受到阻力的大小受水中形状,在水中占用空间的大小和游进速度三方面因素影响。运动员在水中以不同游速游进时的热能消耗情况,游进的速度越快,其所受阻力越大,单位时间内能耗也越大;同样游进距离越长,能耗也越多。

2.3机械效率的影响

陆上项目运动员的机械效率为23%-25%,而优秀游泳运动员的机械效率仅为4%-6%,较高的自由泳也只有7.7%左右,仅为陆上项目的1/4左右,机械效率低是造成游泳能耗较大的原因之一。

2.4其它影响因素

水面风力状态及波浪阻力的增加,会造成能耗增加;人体浸入水中的体积越大,能耗也越多。另外,不同泳姿的能耗也有所不同。专业运动员由于技术水平较高,动作完成得更加合理,能耗也就比普通人游进同样距离能耗更低。

3. 游泳运动员的营养补充

合理的营养是保证机体良好状态的首要条件。合理的营养补充应首先保证运动员的热量摄入与消耗的动态平衡,而摄入量的多少则主要取决于消耗水平的高低。通常,运动强度、持续时间以及体重状况等是影响其能量消耗水平的主要因素。所以,热量摄入应因人而异,实践中应视训练情况而定。当然,除了保证热量的平衡外,其他营养素的合理摄入对游泳运动员也意义重大。人体所需的六大类营养素包括:水、糖、脂肪、蛋白质、维生素和矿物质。

3.1水

因为游泳运动员每天在水中花费大量的时间进行训练,不常体验脱水过程,所以有时会忽视水对运动员的营养作用。水虽然不含热量,而且也不能提供给机体任何营养,但其维持生命的作用仅次于氧气。大量的水分流失会损害运动员的运动能力。

通常我们对水的摄入是以口渴为生理信号来控制的,但是口渴的产生和身体的需要有时并不一致。对体重和排尿颜色进行观察是比较简便易行的方法。但训练中,坚持多次少量补水才更为科学。通常训练前、后补充20度左右温水300毫升为合理水平。

3.2糖、脂肪和蛋白质

糖、脂肪和蛋白质是人体的三大能源物质。运动时,三大能源物质首先消耗的是糖类,其次是脂肪,蛋白质由氨基酸组成所以一般不作为能量参与消耗。三大能源物质的热价和氧热价不同,一般认为糖类、脂肪、蛋白质三类营养素之间的比例为4.1:1:1为宜。

糖类是最基本的能量来源,氧热价最高,较脂肪和蛋白质更具优越性。糖类可以快速参与无氧酵解供能和有氧氧化供能。游泳运动员在进行大强度负荷训练时,糖类在膳食中的含量必须提高到相当程度。糖的补充可达0.8kg/d左右,其中60%左右应以淀粉形式提供,40%左右以葡萄糖、蔗糖形式构成。

随着游泳距离和持续时间的延长,供氧改善使脂肪氧化供能的比例逐渐增多。游泳运动员长时间在温度较低的水中训练,膳食可以适量增加一些脂肪成分。因为脂肪的热价最高,所以它是长时间游泳时的主要能源物质。但是,对脂肪的补给要适量,不可盲目贪多。这是因为机体利用脂肪供能也有弊端,脂肪的氧热价较低,所以供能过程耗氧较多,其代谢产物酮的酸性较强会使机体易疲劳。

蛋白质主要用于机体的生长和组织的重生,可提高中枢神经系统的兴奋性,加强神经系统的反射能力。游泳运动员每日膳食中蛋白质成分应保持在 2000-3000mg/kg/d的水平。

3.3维生素

维生素是能够促进生长发育和维持健康的一组互相并无关联的有机化合物。人体对他们的需求量比较小,但他们对细胞内的特殊代谢反映非常重要。维生素在体内的主要作用是作为化学反映的催化剂。游泳运动员对各类维生素的需要量较多,一方面是由于训练时代谢消耗较多,另一方面充足的维生素可改善机体工作能力,提高成绩,还可以减少伤病的发生。

游泳运动员长时间在水中训练,需要补充维生素A来维护上皮组织的健康,增强抵抗力,提高视力及水平视觉的适应能力。维生素A在黄油、全脂牛奶及蛋黄中含量较多,另外南瓜、胡萝卜等也是不错的!择。

维生素D对运动员机体钙、磷代谢及骨骼生长发育极为重要,可促进钙磷的吸收与利用,增加骨密度,维持神经系统正常的兴奋性。维生素D可以通过日光获得,在动物肝脏、鱼肝油和奶品中含量较多。

维生素E可增强运动员机体耐受力,减少组织细胞耗氧量,改善循环。维生素E可减少水中氯元素对运动员皮肤的损害。维生素E主要来自动物性食物、玉米油以及绿叶蔬菜等,许多运动员也通过服用麦?油来补充维生素E。

维生素B1的主要功能是在糖代谢中发挥重要作用,促进糖元生成,保护神经系统功能。维生素B1广泛地存在于谷物杂粮和动物内脏中。

维生素C可提高ATP酶活性,使机体得到更多的能量来维持运动,提高耐力,减缓疲劳,促进恢复体力和伤口愈合,增强抗病能力。维生素C广泛存在于蔬菜和水果之中。

3.4矿物质

人体内有超过20种的矿物质,其中17种是必须从食物中获得的。各种形式的矿物质大约占体重的4%,他们多数存在于骨骼内。身体对矿物质需要量较大的可以称为――大矿物质。人体对大矿物质的需要量每日均在100毫克以上,他们是:钙、硫、钾、钠、氯、磷和镁。小矿物质是指身体每天的需要量小于100毫克的微量元素,包括:铁、硒、锰、铜等。体内钾、钠、钙、镁和氯化物等无机盐。他们对维持机体内环境的稳定性,神经和肌肉的兴奋性及增加碱储等都具有积极意义,还有一些微量元素对代谢过程有重大影响。

4 实践应用建议

由于游泳运动员专项的不同(泳姿、距离等),个体间对营养补充的需要也存在一定的差异。实施科学营养补充的前提应首先对运动员的理想摄入量进行计算。现有的能量计算方法大致可以分为:能量计算法和能量测量法(包括直接测量法和间接测量法)两大类。其中直接测量法最为准确,但由于操作原因在实践中并不常用。目前,利用能量消耗来计算运动员的能量需求的计算法较为普遍,游泳运动员能量消耗通常可以在运动员次极限强度游进下通过测量摄氧量来估算。

另外,合理营养补给还应做到科学分配运动员日常三餐的热量配比。根据中国营养学会修订的《推荐的每日膳食中营养素供给量》中所述,早餐、午餐和晚餐的能量比例应为:30%、50%和20%。

第9篇：减少能量消耗的方法范文

关键词 Ad hoc 边界路由 能量消耗

一、引言

在分级结构的Ad Hoc无线网络拓扑结构中[2]，整个网络是以簇为子网组成，每个簇由一个簇头和多个簇成员组成，其中簇头形成高一级网络。每一个簇中的簇头和簇成员是动态变化的，能够自动组网。目前比较广泛使用的分级路由协议是CGSR，但CGSR存在以下缺点[71]：

簇间通信必须经过簇头和网关，增加了簇头和网关的压力，造成能量消耗太快。

本文对在CGSR路由协议进行改进。在CGSR的基础上去除了传统方式只有一个网关的限制，采用所有边界节点做为网关参与通信的方式进行簇间路由，减少了网关的压力。

二、路由改进

（一）簇内路由

把路由上节点的开销与剩余电池能量相关的函数之和作为路由选择的量度，选择的路由是路径上各节点开销之和最小的路由。设节点的电池剩余能量为，定义为节点的电池开销函数。可以定义为：

（2.1）

随着电池能量的下降，节点的开销函数的值将增大。设有路由其中是源节点，是目的节点，定义路由的电池开销为：

（2.2）

那么，最小电池开销路由满足： （2.3）

式中，A是所有以为源节点，为目的节点的可能路由组成的集合。

选择一条节点电池费用之和最小的路由作为最佳路由，这样就可以使建立的路径中包含剩余能量较多的节点。最小电池开销路由直接用到电池电量量度，防止了节点的过度使用，延长了节点寿命，选择的路由尽量避开了低电节点，推迟了网络分割时间。

簇内节点间采用先验式路由方式，最短路径不再是依据最小跳数，是依据电池最小开销进行路由计算：每个节点保存一个簇成员表和路由选择表，簇成员表记录网络中每个节点的簇头并周期广播更新；路由选择表为每个簇保存一条表项并记录通往该簇头的下一条节点。由于采用了电池最小开销为依据，簇头和边界节点一般比较活跃且能耗大，导致剩余能量相对较少从而参与簇内路由的意愿减小，所以簇头和边界节点在一定程度上避免了参与簇内路由。

（二）簇间路由以及边界节点选取

簇间仍然采用最小电池耗费路由。簇内一个节点向另一簇内节点发送信息时：

第1步，节点向簇头发送一个带源节点和目的节点的IP地址请求包REQ，簇头在群成员表中找到目的节点所在群，并在路由表中找到通往目的节点的下一相邻簇头，以及通往相邻簇头的所有边界节点。比较得到的所有边界节点参与路由的意愿，选取意愿最大的节点做为下一跳，然后把这一相邻簇头和目的节点加入RREQ发往该边界节点。

第2步，若边界节点已经在相邻簇中，去掉REQ中簇头后把自己加入到REQ中，重复步骤1；否则，边界节点在自己的路由表中找到通往相邻簇头的所有边界节点，比较这些边界节点参与路由的意愿，选取意愿最大的节点做为下一跳，发送REQ到该节点，该节点接收并把自己添加到REQ中，重复步骤2直到目的节点。

第3步，目的节点收到REQ消息后，根据REQ发送应答消息REPLY。由于REQ中只包含源节点、目的节点、和经过的边界节点，所以应答消息REPLY返回路径不经过簇头节点，边界节点根据本地路由表直接发送。

假设c节点要与s节点和l节点进行通信，如图1所示。

如果采用传统的CGSR路由算法采用的路由：

在c与s通信路由为cbdefprs，c与l通信路由为cbdel。由图可以看出簇间通信都要经过簇头节点b、e、r和网关节点d、f、p，造成簇头和网关节点压力过大能量消耗过快。

如果采用改进的CGSR路由方式，依据上面的叙述：

节点c发送REQ请求的路径为cbdefprs但REQ内记录的节点只有d、f、p、s节点，d、f、p、s节点间采用簇内路由的方式路由，所以REPLY的返回路径为sqpftdac，与REQ相比我没有经过r、e、b节点，而r、e、b节点都是簇头节点，通过这种方式实现了簇间采用路由发现与实际路由相分离的方式，实现了簇头只用于路由发现，而不进行实际路由，减小了簇头和网关的压力，减小了能量消耗速度。同理，c与l通信的路由为cdl。解决了簇头和网关节点能量消耗过快的问题

三、仿真分析

本文基于NS2网络模拟器对改进协议进行仿真分析。具体实验条件为：群半径r=5，节点传输范围为250 m，节点运动模型采用Random Way Point模型。MAC层采用IEEE802.11MAC协议。实验结果如图所示。

在图2的上半部分，给出了50个节点随机分布在1000m×1000m的区域内，节点以10m/s速度移动，新旧两种协议节点能耗和网络生命周期情况。在图2的下半部分，给出了100个节点下两种协议的仿真结果。

从图中可以看出，节点数越多，新协议的能量消耗相对越少。

图2节点变化下的能量对比

四、结论

移动自组网的节能路由协议已成为目前的研究热点之一，本文提出的协议，在保留了CGSR协议建立路由速度快等优点基础上，通过均衡各节点能量，避免了因关键的几个耗能快节点耗完能量而造成的整个网络瘫痪，较好地解决了目前分群协议中网关和簇头能耗过快的问题。通过仿真分析比较， 该协议有效地延长网络寿命。

参考文献：

[1]陈维华，贾智平.基于CGSR的改进型AdHoc路由协议[J].计算机应用，2009，29（1）：32-33.

[2] Nithyanandan L，Sivarajesh G.Modified GPSR protocol for Wireless Sensor Networks[J].International Journal of Computer and Electrical Engineering，2010，2（2）：324-328.

[3]刘宇，赵志军，沈强，唐晖. 能量感知的GPSR动态路由负载均衡[J]. 计算机工程与应用，2011，47（6）：23-25.