[发明专利]一种可旋转定向射频能量源的射频能发送方法

摘要

一种可旋转定向射频能量源的射频能发送方法，首先对于一个可旋转的定向射频能量源，在其旋转周期给定的条件下，以能量源所在位置为圆心，将地平面划分成若干个扇区，并将这些扇区的供电时长表示为一个时长向量。然后利用粒子群算法，每个粒子有一个位置向量和一个速度向量，位置向量即为时长向量，通过迭代更新所有粒子的位置向量和速度向量，找出在旋转周期内节点总工作时长较长的一个位置向量。该方法能合理地分配各个扇区的供电时长，使得周期内网络中各个节点的工作时长最大化，实现射频能量的有效利用。

主权项

一种可旋转定向射频能量源的射频能发送方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1.1)对于传感器网络中所部署的一个可旋转的定向射频能量源和N个能够捕获射频能量的传感器节点，已知它们的物理位置，将N个节点从1到N进行编号,以能量源所在位置为中心，以min{d1,d2,…,dN}为半径形成覆盖N个传感器节点所在位置的圆，其中di是第i个节点ni与射频能量发送源之间的距离；(1.2)将该圆划分成个相邻但不重叠的扇形区域，扇形区域的顶点为能量源所在位置，其中α为定向射频能量源辐射出电磁波的角度大小，K‑1个扇形区域的圆心角为α，一个扇形区域的圆心角为360‑(K‑1)α，并将K个扇形区域从1到K进行编号；(1.3)用粒子群算法中的一个粒子的位置向量代表一个具体的射频能发送方案，初始化M个粒子的初始位置向量：对于i＝1,2,…,M,将第i个粒子的位置向量xi＝(t1,t2,...,tK)初始化为t1,t2,...,tK都大于等于零且的任意一个向量，其中tj表示射频能量源在第j个扇区供电的时长，T为能量源给K个扇区完成一次射频能发送的供电周期，M的取值方式与传统粒子群算法中粒子个数取值方式一样；(1.4)初始化第i个粒子的初始速度矢量vi＝0，以及初始化第i个粒子的最优位置向量pi为它的初始位置向量，即pi←xi；(1.5)对于i＝1,2,…,M，计算出位置向量pi所对应的传感器网络一个周期T内各节点工作时间总和f(pi)，然后在p1,p2,...,pM中找出网络中节点工作时间总和最大的pi并且将全局最优位置向量pg初始化为pi，即pg←pi；(1.6)令num←1；(1.7)若num≥Iteration_times，则跳到步骤(1.10)，否则根据公式(1)更新第i个粒子的当前速度矢量vi和位置向量xi；其中Iteration_times为粒子群算法迭代次数，它的取值取决于所能够接受的运行时长，取值越大则运行时长越长但能找到更好的粒子，rp和rg是两个(0,1)之间的随机数，w、和是常数值，用来控制速度矢量vi的更新步伐，其取值方式与传统粒子群算法中的取值方式一样；(1.8)对于i＝1,2,…,M，如果位置向量xi所对应的一个周期T内各个节点工作时间总和f(xi)大于位置向量pi所对应的各节点工作时间总和f(pi)，则令pi←xi；如果位置向量xi所对应的传感网一个周期T内各个节点工作时间总和f(xi)大于全局最优位置向量pg所对应的各节点工作时间总和f(pg)，则令pg←xi；(1.9)令num←num+1，返回步骤(1.7)；(1.10)结束操作，以位置向量pg＝(t1,t2,...,tK)所对应的可旋转定向射频能量源供电时长分配方案为最终方案，即能量源在第j个扇区供电时长为tj。