[发明专利]一种基于最佳能量效率的无人机-物联网数据采集方法和系统

权利要求书

1.一种基于最佳能量效率的无人机-物联网数据采集方法，其特征在于，包括：

S1、构建基于最佳能量效率的无人机-物联网数据采集系统，所述基于最佳能量效率的无人机-物联网数据采集系统包括设置在地面的用于数据采集的传感器和与所述传感器进行通信的无人机，其中所述传感器上附着RFID标签以存储采集数据，所述无人机上装载RFID阅读器；

S2、所述无人机飞越部署区域时，基于帧时隙算法通过ATG信道接收所述传感器上的RFID标签上存储的采集数据；

其中，步骤S2进一步包括：

S21、基于所述基于最佳能量效率的无人机-物联网数据采集系统的最佳能量效率计算所述无人机接收所述采集数据的最佳能量效率帧长系数；

S22、基于所述最佳帧长系数控制所述无人机接收所述采集数据；

所述步骤S21进一步包括：

S211、依据以下公式(7)和(10)分别计算系统效率和能量效率；

其中η_E表示能量效率；η_s表示系统效率，E_O表示传感器在每个时隙开始因监听QueryRep的能量，E_s表示传感器在成功时隙中的能量消耗，E_c表示传感器在冲突时隙中的能量消耗，L表示帧长，N表示传感器个数，α_t表示归一化空时隙周期，β_t表示归一化冲突时隙周期；

S212、基于帧长和传感器个数远大于1改写等式(7)和(10)为等式(13)

S213、根据公式(13)获取最佳能量效率以获得最佳能量效率帧长L_{E_opt}；

S214、根据公式(13)最大化能量效率求解最佳能量效率帧长系数其中α_e表示传感器时隙时序中同步监听的归一化能量消耗；β_e表示传感器在冲突时隙中的归一化能量消耗；所述步骤S2进一步包括：

S23、计算所述无人机的最低飞行速度；

S24、控制所述无人机以所述最低飞行速度飞越部署区域，其中所述最低飞行速度为v_min＝(da₁e^1/β)^-1，其中a₁＝T₀βe^-1/β+T_Se^-1/β+T_C(β-e^-1/β-βe^-1/β)；所述β＝β_Eopt；d表示地面布置的传感器的密度，β表示帧长系数，T₀，T_c和T_s分别表示空、冲突、成功时隙的时间长度。

2.根据权利要求1所述的基于最佳能量效率的无人机-物联网数据采集方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：

S25、控制所述无人机以最低飞行高度飞越部署区域。