[发明专利]一种WRSNs中联合数据收集及能量补给方法

摘要

本发明公开了一种WRSNs中联合数据收集及能量补给方法，将充电过程与数据收集过程同时考虑，平衡网络能量并且延迟网络的生命周期。本发明结合无线充电器的充电特点，采用K‑means分簇算法，将网络分为多个簇；每个簇都采用贪婪的数据收集方法、相同的簇头选择机制以及相同的充电器停驻点的选择机制；簇头选择机制以及停驻点选择机制都考虑了簇中节点的位置信息及能量消耗信息。因此，本发明能够有效地进行数据收集及能量补给。

主权项

1.一种WRSNs中联合数据收集及能量补给方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)确定节点的通信半径r和移动充电器的充电半径R；/n(2)根据移动充电器的充电半径R确定网络中簇的个数C，采用K-means方法对网络进行分簇，并确定担任首轮簇头的各节点，且各簇中的首轮停驻点也为前述的簇头节点；/n(3)依照设定的充电器的遍历顺序机制得到充电器的遍历顺序，按照设定的簇中节点的数据收集机制进行数据收集和能量补给；并根据设定的充电器轮换机制确定是否需要更换新的充电器；/n(4)预测充电器离开某簇后，簇中节点的剩余能量；/n(5)根据设定的一轮过后簇头节点的确定机制确定下一轮数据收集过程中每个簇的簇头节点，然后根据充电器在每个簇中停驻的位置的机制确定出停驻位置；/n(6)重复步骤(3)-(5)，直至完成WRSNs中联合数据的收集；/n所述步骤(3)中充电器的遍历顺序机制具体为：/n利用每个簇中的停驻点形成最短的汉密尔顿环，有两个充电器同时出发，到平均剩余能量最低的两个相邻簇的停驻点，一个顺时针方向行进，一个逆时针方向行进，依次在各个停驻点进行充电和数据收集；/n所述步骤(3)中的设定的簇中节点的数据收集机制为贪婪路由算法，即：节点每次选择自己通信范围内距离簇头节点最近的节点进行数据传输直到到达簇头；/n所述步骤(3)中的充电器轮换机制具体为：/n当充电器的能量仅能够满足与基站的通信以及回到基站的需求时，充电器将会向基站发出轮换的请求，一个充满电的充电器将会从基站出发到充电器发出轮换请求的簇中进行充电器的替换，待新充电器到达后，旧充电器将会返回基站对自身能量进行补给；/n所述步骤(5)中的一轮过后簇头节点的确定机制具体为：/n对于一个簇中的每个节点都产生一个判断值C(n)：/n