[發明專利]一種采用兩級模糊控制器的無線傳感器網絡功率控制方法

有效

• 申請號: 201710234363.5
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107071876B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 王出航;胡黃水;沈瑋娜
• 申請（專利權）人: 長春師范大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W52/14;H04W52/18;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種采用兩級模糊控制器的無線傳感器網絡功率控制方法，其特征在于：包括網絡模型、主模糊控制器和從模糊控制器三個部分，基于簡化的圓盤通信網絡，采用兩級模糊控制，實現節點發射功率控制；具體為采用基于“輸入-輸出-反饋”機制的兩級模糊控制器來控制發射功率，其主模糊控制器負責節點發射功率調節，從模糊控制器負責期望節點度調節，自適應地根據節點剩余能量來調節發射功率；從模糊控制器為單輸入單輸出模糊控制器，輸入為網絡中節點剩余能量E(m)與能量閾值的差值Δe，輸出為期望節點度偏差主模糊控制器為雙輸入單輸出的模糊控制器，節點在網絡中的期望節點度加上從控制系統輸出量計算得出目標節點度nd，目標節點度nd減去實際節點度ND即為該節點度的調節量Δnd，作為主模糊控制器的一個輸入量，控制器的另一個輸入量為節點度/發射功率調節量變化率主模糊控制器根據這兩個輸入量進行模糊推理控制，輸出發射功率調節量ΔP_u，與節點初始發射功率p'_u進行運算，得到調節的目標發射功率p_u，各變量的數值關系如下式(1)至(9)所示：

Δnd＝nd-ND (2)

p_u＝p'_u±ΔP_u (3)

e₁＝k_E×Δe (5)

e₂＝k_nd×Δnd (6)

ΔP_u＝k_U×U (8)

其中k_E、k_N、k_nd、k_np、k_U為用于論域變化的量化因子，U和N分為主、從模糊控制器的模糊輸出，Δp為功率調節量。

2.根據權利要求1所述的采用兩級模糊控制器的無線傳感器網絡功率控制方法，其特征在于：所述的網絡模型為節點通信和控制系統提供模型，其中節點通信采用圓盤模型，在圓盤模型中任一節點m的剩余能量可由下式計算得來：

式中方括號中第一部分表示節點m發送狀態的能耗，第二部分為節點接收其鄰居節點數據時的能耗，第三部分為節點處于空閑狀態時的能耗，且其中E_INI為初始能量，N(m)鄰居節點集合，d(m,v),v∈N(m)為其與鄰居節點v的距離，L_MAX為節點能夠傳輸的最大數據包量，節點發送和接收數據耗用的時間與數據包大小成正比，當數據傳輸速率為常數時，表示節點傳輸大小為L_m的數據包所用的時間，E_e為節點發送/接收電路上的功耗，E_r為功率放大器功耗，E_id為節點空閑狀態時的功耗。