Wireless Power Transfer (WPT) has revolutionized the field of Wireless Rechargeable Sensor Networks (WRSNs), enabling sustainable operation of sensor nodes. Traditional mobile charging methods often require sensors to be within line-of-sight or physically accessed by the mobile charger, which may potentially lead to user safety or privacy concerns. Addressing this concern, this work is the first to introduce and validate the feasibility of Through-Wall charging. We formulate the W ireless charging thr O ugh W alls (WOW) problem to simultaneously enhance user safety and maximize charging utility. Our approach leverages fundamental principles of electromagnetics to construct an accurate charging model for Magnetic Resonance Coupling-based WPT systems. Additionally, we thoroughly analyze the impact of wall obstruction and provide a generalized framework for through-wall charging. By employing discretization techniques and approximation algorithms, we derive a near-optimal solution to the WOW problem. Extensive simulations and test-bed experiments demonstrate that our proposed approach reduces the reliance on physical access to devices, simplifies deployment in complex environments, and thereby optimizes the travel paths of mobile chargers and enhances the overall performance and lifetime of WRSNs. Compared to conventional methods, our method benefits from more reasonable scheduling order and path construction, achieving an average energy efficiency improvement of 27.8%.

Underwater communication has been a focal point of communication research, driven by a multitude of applications including underwater facility maintenance and marine exploration. However, current systems often require expensive specialized equipment, rendering them less accessible. In this paper, we break the norm by pioneering the use of Commercial Off-The-Shelf (COTS) smartphones for underwater optical communication, leveraging their built-in flashlight and camera. Contrary to prevalent belief that scattering has a negative impact on communication, we discover that scattering in water can provide a positive gain for camera-based optical communication. Based on this insight, we present and implement U-Flash, a novel system encompassing a Fresnel lens plugin design to enhance light directionality and a tailored encoding-decoding scheme optimized for underwater environments. Comprehensive experiments demonstrate the effectiveness of U-Flash, achieving significant improvements in communication distance, reliability, and data rate. Specifically, the achievable communication distance is improved from 2.4 m to 7.6 m during daytime in the presence of strong ambient light interference and further extended to 9.8 m in low ambient light scenarios at night.

Wireless Rechargeable Sensor Networks (WRSNs) have become an important research issue as they can overcome the energy bottleneck problem of wireless sensor networks. However, existing 2D charging methods suffer from significant errors in 3D scenarios, which leads to a huge gap between theoretical results and practical applications, hindering the widespread adoption of WRSNs. In this paper, we address the chargIng utility maximizatioN problem In 3D environmenT (INIT) and provide a general solution suitable for any type of transceiver antenna. Specifically, we first establish an accurate 3D charging model to quantify the received power of sensors in 3D environments. Secondly, we design an angle-distance discretization scheme to determine appropriate charging spots for the Mobile Charger (MC). Then, we transform the mobile charging problem into a submodular function maximization problem and propose an approximation algorithm with guaranteed performance to solve it. Finally, our method has been extensively evaluated through experiments and simulations and has demonstrated considerable advantages over other comparison algorithms in real-world 3D environments. On average, it has achieved an impressive 34.8% improvement in charging utility and a remarkable 56.1% reduction in the number of dead sensors.