[發明專利]一種基于能耗分級的無線可充電傳感器網絡的充電方法

有效

• 申請號: 201811074009.1
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109216812B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 程瑜華;吳寶瑜;王高峰;李文鈞
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學溫州研究院有限公司
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開了一種基于能耗分級的無線可充電傳感器網絡的充電方法。基站式充電方式充電效率較差，扇形分級方式充電有效性不夠。本發明如下：一、建立平面直角坐標系。二、根據生命周期的長短，對n個節點進行分類。三、對步驟二所得類別進行二次分類，并計算優化路徑總長度。四、篩選出在二次分類總點集中僅出現一次的一次分類點集。五、對各轉移點集內的節點進行轉移。六、進行一輪充電。本發明通過能耗分級來實現無線可充電傳感器的分類，進行實現無線可充電傳感器的分批充電，進而減少充電小車的移動能量損耗。本發明通過對生命周期較長的無線可充電傳感器充電批次的變化，實現對充電小車路徑的進一步優化。

技術領域

本發明屬于無線可充電傳感器網絡能量供應技術領域，具體涉及一種基于能耗分級的無線可充電傳感器網絡的充電方法。

背景技術

由于一般的無線傳感器網絡中的無線傳感器節點體積很小，所帶的電池能量有限，使傳感器節點的工作時間受到限制。為了解決傳感器能量不足的問題，具有能量收集技術的無線傳感網絡，即無線可充電傳感器網絡(Wireless Rechargeable Sensor Network，WRSN)應運而生。對于一個部署好的傳感器網絡來說，找尋一種合理高效的充電方式給傳感器節點充電，是使傳感器網絡持續生存下去的一種合理方式。徐向華等人在專利《無線可充電傳感網絡的定向充電基站部署方法》(專利號：201610279938.0)中提出一種在傳感器網絡中建立定向充電基站，通過旋轉角度對整個傳感器網絡進行充電覆蓋，對傳感器進行充電，但這種遠距離的充電方式充電效率較低。

在無線可充電傳感器網絡中放置一個可移動的充電小車，根據傳感器的能耗的不同，確定不同剩余生命周期的節點集合，按需給傳感器節點進行充電，在一定周期內保證每個傳感器都能夠得到能量補充，使WRSN能夠正常工作。在相關研究中，王珺等人在專利《一種無線傳感網絡節點的充電控制方法》(專利號：201611042178.8)按照傳感器節點的剩余能量將整個網絡分為不同優先級的扇形區域，根據傳感器節點的充電緊急程度進行充電，但此方法的分級策略并不能保證每個傳感器節點都剛好按照需求的不同分別在不同的扇形中，使得充電小車的移動路徑未能得到合理規劃。

發明內容

本發明提供了一種基于能耗分級的無線可充電傳感器網絡的充電方法。

本發明的具體步驟如下：

步驟1、建立平面直角坐標系，以平面直角坐標系內的基點對應充電基站的位置，以平面直角坐標系內的n個節點分別對應n個無線可充電傳感器的位置。

步驟2、根據生命周期的長短，對n個節點進行分類。

2-1.計算n個節點的生命周期T_i，i＝1，2，…，n，得到生命周期集合T＝{T₁，T₂,…,T_n}。

T_i＝(E_Ri-E_THi)/E_i。

其中，E_Ri為第i個節點內的剩余的能量；E_THi為第i個節點內的能量閾值，E_THi＝10％·E_Si；E_Si為第i個節點內的初始能量，E_i為第i個節點內的功率。

2-2.計算分級數T_max為生命周期集合T內的最大值；T_min為生命周期集合T內的最小值；為(T_max-T_min)/T_min向上取整所得值。