[發明專利]無線傳感器網絡的充電方法及裝置

有效

• 申請號: 201710592477.7
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107528360B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 楊楊;李賀;邱雪松;郭少勇;芮蘭蘭;高志鵬
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明提供了一種無線傳感器網絡的充電方法及裝置，通過對無線傳感器網絡中的各傳感器進行分類，從中選出第一類傳感器和第二類傳感器，并以各第一類傳感器為節點構建哈密爾頓回路，在哈密爾頓回路上確定各第二類傳感器的充電位置。最后遍歷哈密爾頓回路以對第一傳感器和第二傳感器進行充電。使MC在一輪充電任務中，可以同時對第一傳感器和第二傳感器進行充電，使MC中攜帶的電量得到充分的利用，避免電量過多浪費在線路上，節約了電量。

技術領域

本發明涉及傳感器網絡技術領域，更具體地，涉及無線傳感器網絡的充電方法及裝置。

背景技術

在現代信息社會中，信息獲取最主要的方式之一就是使用傳感器進行信息采集。目前，無線傳感器網絡已廣泛應用于電力系統監測、生態監測、海洋監測和交通監測等各類信息監控和獲取之中。例如：無線傳感器網絡具有無線通訊、自組織、節點冗余等特性，可以很好的解決傳統的電力監測系統在惡劣環境下不能長時間工作的缺陷。還可將無線傳感器網絡應用于變電站自動化、電能質量監測、配電網設備監控與故障定位以及輸電線路實時監測等監測任務中。在這些監測任務中，都要求傳感器網絡有較高的續航性能。為了保證傳感器網絡能夠持續高效的工作，需要對無線傳感器網絡的能量進行研究和優化。

無線傳感器網絡的能量問題主要體現在以下三個方面：(1)對于在一些自然環境惡劣的偏遠地方進行的檢測工作，人力較難到達，因此對于傳感器的充電維護需要很久才能進行一次；(2)在使用無線傳感器網絡進行監測任務時，為保證監測的連續完整，需要使其滿足覆蓋性等約束，這對傳感器節點的能量維持也有一定的要求；(3)由于傳感器節點一般體積較小，能夠攜帶的電池等能量有限。

針對無線傳感器網絡的能量供應問題，現有技術中為急需供電的傳感器構造哈密爾頓回路，無線傳感器網絡中的各急需供電的傳感器均位于哈密爾頓回路的節點上，同時保證充電節點遍歷整個哈密爾頓回路后，使哈密爾頓回路上的所有急需供電的傳感器均得到充電。

此方法中，充電節點遍歷一次哈密爾頓回路只對急需供電的傳感器進行充電，極有可能在對急需供電的傳感器完成充電后充電節點還有剩余電量可以利用，而此時卻選擇返回至充電節點的基地，再第二次遍歷哈密爾頓回路。整個過程中，充電節點的很多電量均耗費在哈密爾頓回路的線路上，而不是為傳感器進行充電，極大的浪費了電能。

發明內容

為克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，本發明提供了無線傳感器網絡的充電方法及裝置。

一方面，本發明提供了一種無線傳感器網絡的充電方法，包括：S1，根據無線傳感器網絡中每一傳感器的剩余工作時間和每一傳感器的第一充電周期，從所有傳感器中選取第一類傳感器和第二類傳感器；S2，根據任意兩個第一類傳感器之間的歐氏距離和充電節點每移動單位距離所消耗的電能，構建以所有第一類傳感器所在的位置為節點的哈密爾頓回路；S3，根據每一第二類傳感器與所述哈密爾頓回路上任意位置之間的距離，在所述哈密爾頓回路上確定每一第二類傳感器的充電位置；S4，遍歷所述哈密爾頓回路，以對每一第一類傳感器和分別移動至對應的充電位置上的每一第二類傳感器進行充電。

優選地，所述第一充電周期具體為：所述無線傳感器網絡中每一傳感器的電量由電池滿電量降至預設電量閾值所需要的時間。

優選地，所述每一傳感器的剩余工作時間和每一傳感器的第一充電周期通過如下方法計算：S01，獲取無線傳感器網絡中每一傳感器發送的充電請求信息；S02，根據所述充電請求信息，分別向對應的傳感器發送電量采集請求，以供所述對應的傳感器分別根據所述電量采集請求發送電量信息；S03，分別獲取每一傳感器發送的所述電量信息，并計算每一傳感器的剩余工作時間和每一傳感器的第一充電周期。