[发明专利]基于模拟退火算法的无线可充电传感网中UAV能量补偿方法

权利要求书

1.基于模拟退火算法的无线可充电传感网中UAV能量补偿方法，其特征在于，将UAV作为移动通信中继与无线能量传输方，将大规模无线传感网分为多个小区域，每个小区域进行能量传输与信息收集的最优位置点记为路径中的UAV锚点，作为UAV在路径中小区域的最优驻点；根据传感网节点能耗和UAV能量补偿策略，结合差分进化优化算法确定路径中的UAV锚点；

设UAV从当前位置转移飞行至另一小区域的最优驻点，进行能量传输与信息收集这一过程中的飞行阶段时间代价与UAV在最优驻点进行能量传输信息收集的时间关系为：

其中，表示假期时间，所述假期时间指在UAV访问完飞行路径中的所有圆形单元后，将在下一次访问前在暂停点进行服务的休息期间；τ_{Cycle_n}为UAV在每次飞行路径Cycle_n上花费的时间；

能量补偿周期τ_total为：

所述UAV能量补偿方法包括以下步骤：

步骤1：令温度T＝T₀，由无规则序列随机排列生成一个初始解X₀，计算相应的目标函数

步骤2：温度T下移至下一个温度值，生成解X_i；新的温度值由衰减函数求得，定义衰减函数为：

其中是0～1的随机数；

步骤3：对X_i进行扰动得到新解X_j；

步骤4：求解变换前后的目标函数差Δf＝f(X_j)-f(X_i)；

步骤5：以新解与当前解的目标函数差定义接受概率如下式：

步骤6：在温度T_i下，重复L_k次扰动与接受过程，即重复L_k次步骤3与步骤4；

步骤7：判断温度是否到达T_f，若否，则跳转到步骤2继续执行；若已到达，则计算结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，UAV飞至每个传感网区域驻点上对小区域内的传感器节点的电池充电；小区域内的所有传感器节点距最优驻点的距离都在充电范围D之内，UAV访问小区域的最优驻点，给小区域内传感器节点充电。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，UAV选取几个小区域中的最优驻点作为UAV锚点，将上一步暂停点作为起始点，以此规划UAV的飞行路径；UAV对大规模无线传感网进行N次飞行路径的能量补偿之后，UAV刚好将大规模无线传感网小区域遍历完，且在飞行路径上对一个无线传感网小区域UAV只遍历一次。