[发明专利]一种基于能耗分级的无线可充电传感器网络的充电方法

权利要求书

1.一种基于能耗分级的无线可充电传感器网络的充电方法，其特征在于：

步骤1、建立平面直角坐标系，以平面直角坐标系内的基点对应充电基站的位置，以平面直角坐标系内的n个节点分别对应n个无线可充电传感器的位置；

步骤2、根据生命周期的长短，对n个节点进行分类；

2-1.计算n个节点的生命周期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为第i个节点内的剩余的能量；E_THi为第i个节点内的能量阈值，E_THi＝10％·E_Si；E_Si为第i个节点内的初始能量，E_i为第i个节点内的功率；

2-2.计算分级数T_max为生命周期集合T内的最大值；T_min为生命周期集合T内的最小值；为(T_max-T_min)/T_min向上取整所得值；

2-3.i＝1，2，…，n，依次执行步骤2-4；得到一次分类总点集C_C＝{C_C1，C_C2,…,C_Ch}；在i达到n，且执行步骤2-4完毕后，进入步骤2-5；

2-4.若则将第i个节点加入第j一次分类点集C_Cj；

2-5.将1赋值给j，将1赋值给k；

2-6.若j为k的约数，则将第j一次分类点集C_Cj加入第k二次分类点集C_k；进入步骤2-7；

2-7.若j＜h，则将j增大1；若j＝h且k＜h，则将1赋值给j，并将k增大1，并执行步骤2-6；若j＝h且k＝h；则已得到二次分类总点集C＝{C₁，C₂，C₃，…，C_h}，进入步骤3；

步骤3、计算优化路径总长度；

3-1.k＝1，2，…，h，依次执行步骤3-2；

3-2.通过蚁群算法确定充电小车对第k分类点集C_k进行充电的优化路径A_k；路径A_k以基点为起点和终点、经过第k分类点集C_k内所有节点；得到充电小车对第k分类点集C_k进行充电的优化路径A_k的长度L_k；

3-3.计算优化路径总长度

步骤4、筛选出在二次分类总点集C中仅出现一次的一次分类点集；

4-1.将1赋值给M和j；

4-2.若第j一次分类点集C_Cj在二次分类总点集C中仅出现一次，则将第j一次分类点集C_Cj作为第M转移点集C′_M，之后将M增大1并进入步骤4-3；否则，直接进入步骤4-3；

4-3.若j＜h，则将j增大1，转到步骤4-2；若j＝h，则已得到分类总点集C′＝{C′₁,C′₂,...,C′_M}，进入步骤5；

步骤5、对各转移点集内的节点进行转移；

5-1.将M赋值给r，将1赋值给s；

5-2.将第r转移点集C′_r中生命周期最小的s个节点转移到第r-1转移点集C′_r-1；

5-3.k＝1，2，…，h，依次执行步骤5-4；

5-4.通过蚁群算法确定充电小车对第k分类点集C_k进行充电的更迭路径A′_k；路径A′_k以基点为起点和终点、经过第k分类点集C_k内所有节点；得到充电小车对第k分类点集C_k进行充电的更迭路径A′_k的长度L′_k；

5-5.计算待定路径总长度

5-6.若L′_TSP<L_TSP，则将待定路径总长度L′_TSP作为新的优化路径总长度L_TSP，L′₁，L′₂，...，L′_h分别作为新的L₁，L₂，...，L_h，并进入步骤5-8；否则，将步骤5-2中转移到第r-1转移点集C′_r-1的s个节点转移回第r转移点集C′_r，并进入步骤5-7；

5-7.若s小于第r转移点集C′_r内节点的个数，则将s增大1，并重复步骤5-2至5-6；否则，进入步骤5-9；

5-8.若第r转移点集C′_r内还有节点，则将1赋值给s，并重复步骤5-2至5-6；否则，进入步骤5-9；

5-9.若r＞2，则将r减小1，并重复执行步骤5-2至5-8，否则，进入步骤6；

步骤6、z＝1，2，…，h，依次执行步骤7；

步骤7、等待T_min时间后，充电小车按照对第z分类点集C_z进行充电的优化路径A_z进行移动，并对途经的无线可充电传感器进行充电；

步骤8、重复执行步骤2至7。