[发明专利]高功耗WRSNs中基于SOM神经网络的多基站协同充电方法

权利要求书

1.一种高功耗WRSNs中基于SOM神经网络的多基站协同充电方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)利用SOM神经网络根据传感器节点能耗，剩余能量和位置的特征对无线可充电传感网划分类别；

所述步骤(1)中SOM神经网络，其训练数据集获得如下：向无线传感网全网发送广播包，收集无线传感网全网所有节点的能耗速率，节点剩余能量，节点位置对应的横坐标和纵坐标，选取具有典型跳数和节点剩余能量特征的节点，确定它们的类别，结合这些节点对应的能耗速率，剩余能量和到sink距离，制成SOM神经网络学习数据；

(2)在各个类别内添加一级移动充电器，一级移动充电器工作在一个个扇形区域内，以△θ由内向外添加节点，θ表示角度,直到每个类别的所有传感器节点均被添加到充电列表内；

(3)根据一级移动充电器充电列表内传感器节点的连通性贡献，按照递减的顺序形成充电序列N₁N₂N₃...N_k，并结合一级移动充电器充电完成后回到驻留点的原则生成一级移动充电器充电路径N₁N₂N₃...N_kN₁；

所述步骤(3)中的一级移动器驻留点选取规则如下：选取一级移动充电器的充电序列第一个点作为驻留点，一级移动充电器从驻留点出发，按照充电序列遍历传感器节点并进行充电，充电结束后回到驻留点，此时，一级移动充电器遍历路径起点和终点重合；

(4)利用遗传算法根据一级移动充电器路径上的驻留点规划二级移动充电器的最短路径，在该最短路径上配备二级移动充电器和设立基站；

所述步骤(4)中的配备二级移动充电器规则如下：根据一级移动充电车数量和二级移动充电器可以充电一级充电器的数量，将得到的最短路径按照一级移动充电器数量相等的原则进行划分，作为二级移动充电器初始路径，从而保证一级移动充电器能被完全充电；

当二级移动充电器路径L₂L_2Tmax时，L_2Tmax为周期T内速度一定的二级移动充电器的最大移动距离；需要在二级移动充电器上配置辅助充电器，辅助充电器添加规则如下:

①辅助充电限制：辅助充电器需要比二级移动充电器更快抵达等候点；辅助充电器移动路径有限；不满足时，不能在该节点添加辅助充电器；

②根据辅助充电器重复利用优先的原则剔除多余辅助充电器；

③添加辅助充电器后，二级移动充电器仍然不能到达分配节点，在二级移动充电器到达的最远节点处设置充电基站；此时，经过调整得到二级移动充电器的最终路径；

④优化迭代：大型无线传感网中，相邻基站之间的路径弧度很小，添加辅助充电器时，辅助充电器的路径的起点和终点在添加节点附近很小范围内选择，而不必迭代所有节点；

(5)每个充电周期T内，一级移动充电器和二级移动充电器同时运行，通过无线充电电池作为媒介进行充电，一级移动充电器对传感器节点充电，二级移动充电器对一级移动充电器充电。