[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

说明书

本发明公开了一种基于能耗分级的无线可充电传感器网络的充电方法。基站式充电方式充电效率较差，扇形分级方式充电有效性不够。本发明如下：一、建立平面直角坐标系。二、根据生命周期的长短，对n个节点进行分类。三、对步骤二所得类别进行二次分类，并计算优化路径总长度。四、筛选出在二次分类总点集中仅出现一次的一次分类点集。五、对各转移点集内的节点进行转移。六、进行一轮充电。本发明通过能耗分级来实现无线可充电传感器的分类，进行实现无线可充电传感器的分批充电，进而减少充电小车的移动能量损耗。本发明通过对生命周期较长的无线可充电传感器充电批次的变化，实现对充电小车路径的进一步优化。

技术领域

本发明属于无线可充电传感器网络能量供应技术领域，具体涉及一种基于能耗分级的无线可充电传感器网络的充电方法。

背景技术

由于一般的无线传感器网络中的无线传感器节点体积很小，所带的电池能量有限，使传感器节点的工作时间受到限制。为了解决传感器能量不足的问题，具有能量收集技术的无线传感网络，即无线可充电传感器网络(Wireless Rechargeable Sensor Network，WRSN)应运而生。对于一个部署好的传感器网络来说，找寻一种合理高效的充电方式给传感器节点充电，是使传感器网络持续生存下去的一种合理方式。徐向华等人在专利《无线可充电传感网络的定向充电基站部署方法》(专利号：201610279938.0)中提出一种在传感器网络中建立定向充电基站，通过旋转角度对整个传感器网络进行充电覆盖，对传感器进行充电，但这种远距离的充电方式充电效率较低。

在无线可充电传感器网络中放置一个可移动的充电小车，根据传感器的能耗的不同，确定不同剩余生命周期的节点集合，按需给传感器节点进行充电，在一定周期内保证每个传感器都能够得到能量补充，使WRSN能够正常工作。在相关研究中，王珺等人在专利《一种无线传感网络节点的充电控制方法》(专利号：201611042178.8)按照传感器节点的剩余能量将整个网络分为不同优先级的扇形区域，根据传感器节点的充电紧急程度进行充电，但此方法的分级策略并不能保证每个传感器节点都刚好按照需求的不同分别在不同的扇形中，使得充电小车的移动路径未能得到合理规划。

发明内容

本发明提供了一种基于能耗分级的无线可充电传感器网络的充电方法。

本发明的具体步骤如下：

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。