[发明专利]一种基于虚拟力的无线传感器网络移动能量补充方法

权利要求书

1.一种基于虚拟力的无线传感器网络移动能量补充方法，其特征在于：无线传感器网络中的传感器节点向移动充电装置提出充电请求，移动充电装置收集所有请求充电节点的位置和剩余能量信息，综合传感器节点的剩余能量以及节点与移动充电装置的距离来构建虚拟力模型，计算每个需要补充能量节点对移动充电装置的虚拟力大小，移动充电装置始移动到对其虚拟力最大的节点对其进行能量补充，具体步骤如下：

Step1移动充电装置首先检查服务池中是否存在请求充电的节点，当前出现第一个节点请求充电时，移动充电装置则向该节点运动，为其充电；

Step2如果存在多个节点，则将多个请求加入服务池，并对服务池的节点进行虚拟力大小的计算，按照虚拟力的大小进行降序排列，选出队列中的队首节点即虚拟力最大的节点，移动充电装置为其服务，向该节点移动；

Step3每隔一定时间间隔，移动充电装置重新检查服务池，如果有新的节点请求充电则继续加入到服务池，并重新计算服务池中各节点的虚拟力大小，选取新的队首的节点并向该节点移动为其充电；

Step4网络中出现一半数量的节点因能量耗尽而死亡则整个充电过程结束，否则再次回到step1不断循环往复。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟力的无线传感器网络移动能量补充方法，其特征在于：所述Step2和Step3中移动充电装置会判断是否已经到达当前需要充电的节点，如果移动充电装置已经到达当前请求充电的节点，则移动充电装置的状态为忙碌，并为节点充电且当前不可被其他节点的请求抢断；如果移动充电装置未移动到当前节点，且服务池的节点顺序发生改变，即队首的节点发生变化，则表明又新的对移动充电装置吸引力更大的节点加入到充电服务池，此时移动充电装置状态为非忙碌，则移动充电装置被新的节点抢断，并为之服务。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟力的无线传感器网络移动能量补充方法，其特征在于：所述Step1中的虚拟力模型建立如下：

所有传感器节点对移动充电装置都有虚拟引力的作用，类似万有引力类比得到传感器节点i的虚拟引力模型其中，Q表示节点i从当前能量值到被充满所需要的能量，m表示移动充电装置的剩余能量，因为移动充电装置能量一般视为无限大且其不耗能，故可合并到k_a，η表示节点所需补充能量的参数，可调整剩余能量和距离之间的权重，然后分别计算出节点i与汇聚节点之间的虚拟引力，即：

F=ka·Qηdis,i∈N]]>

其中k_a为常量，表示虚拟引力因子，d_is为节点i与移动充电装置s间的距离，N表示全部节点集。