[发明专利]无线可充电传感器网络的定点充电基站部署方法

权利要求书

1.无线可充电传感器网络的定点充电基站部署方法，其特征在于：步骤1、建立平面直角坐标系，将与n个无线可充电传感器分别位置对应的n个普通节点放入平面直角坐标系；n个普通节点组成的集合为普通节点集合U＝{u₁,u₂,u₃,…,u_n}；将1赋值给f；

步骤2、求出普通节点集合U中每个普通节点对应的候选基站位置，并确定各候选基站覆盖节点集合；

2-1、将1赋值给i；将2赋值给k；

2-2、将普通节点集合U中第i个普通节点u_i的位置作为第i个候选基站c_i的位置，得到第i个候选基站c_i的坐标(a_i1,b_i1)；将第i个节点u_i作为第i个候选基站c_i的第1个覆盖节点p_i1加入第i个候选基站的覆盖节点集合Q_i，得到第i个候选基站c_i的第1个覆盖节点p_i1的坐标为(x_i1,y_i1)；

2-3、取第i个候选基站的覆盖节点集合Qi在普通节点集合U中的绝对补集内，与第i个候选基站c_i距离最近的普通节点，作为第i个候选基站c_i的第k个覆盖节点p_ik，加入第i个候选基站的覆盖节点集合Qi，得到第i个候选基站c_i的第k个覆盖节点p_ik的坐标为(x_ik,y_ik)；

2-4、第k-1次更新第i个候选基站c_i的坐标为(a_ik,b_ik)；a_ik的表达式如式(1)所示，b_ik的表达式如式(2)所示，

式(1)和(2)中，a_i(k-1)为第i个候选基站c_i进行第k-1次更新前的横坐标；b_i(k-1)为第i个候选基站c_i进行第k-1次更新前的纵坐标；w_ij表示第i个候选基站c_i的第j个覆盖节点p_ij对应的无线可充电传感器的功率；β的取值为η为充电基站与无线可充电传感器紧挨在一起时的传输效率；α的取值为G_t为充电基站的发射天线的增益；G_r为无线可充电传感器的接收天线的增益；λ为充电基站与无线可充电传感器进行无线传输时所用电磁波的波长；

2-5、计算第i个候选基站c_i的下限功率P′的表达式如式(3)所示，之后进入步骤2-6；

式(3)中，d_ij为第i个候选基站c_i的第j个覆盖节点p_ij与第i个候选基站c_i的距离；

2-6、若P′≤P_t，且普通节点集合U中还存在不属于第i个候选基站c_i的覆盖节点集合Qi的元素，则将k增大1，并重复执行步骤2-3至2-5；P_t为充电基站的额定功率；

若P′≤P_t，且普通节点集合U中的所有元素均属于第i个候选基站c_i的覆盖节点集合Qi，则直接进入步骤2-7；

若P′＞P_t，则将第i个候选基站c_i的第k个覆盖节点p_k从第i个候选基站的覆盖节点集合Qi中删除，以(a_i(k-1),b_i(k-1))作为第i个候选基站c_i的坐标，并进入步骤2-7；

2-7、若im，则将i增大1，将2赋值给k，并执行步骤2-2至步骤2-6；否则，进入步骤3；m为普通节点集合U中的元素个数；

步骤3、若k个候选基站中存在一个候选基站的覆盖节点集合中的元素个数等于普通节点集合U的元素个数，则该候选基站作为第f个最终基站，并进入步骤7；否则，执行步骤4、5和6；

步骤4、在普通节点集合U中选取出只对应唯一一个候选基站的普通节点作为关键节点；若存在关键节点，则任取其中一个关键节点作为核心节点，若不存在关键节点，则任取一个普通节点作为核心节点；

步骤5、将与核心节点对应的候选基站作为第f个最终基站；将第f个最终基站对应的覆盖节点集合中的所有元素从普通节点集合U中删除；进入步骤6；

步骤6、将f增大1，重复执行步骤2至5；

步骤7、将f个最终基站布置到无线传感器网络中。