[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

说明书

本发明公开了一种无线可充电传感器网络的定点充电基站部署方法。先有无线可充电传感器的部署方法均为充电基站假设了一个充电半径或一个充电范围，但针对不同无线可充电传感器，同一充电基站的充电范围不同。一、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。二、求出普通节点集合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。三、选出一个最终基站。四、重复执行步骤二和三，直至所有无线可充电传感器均被充电基站覆盖。本发明在布置充电基站时，不设定固定的充电半径，而是引入不同无线可充电传感器的功率作为变量，进一步节约了充电成本。

技术领域

本发明属于无线可充电传感器网络技术领域，具体涉及一种无线可充电传感器网络的定点充电基站部署方法。

背景技术

随着5G时代的到来，万物互联正逐步走进我们的生活，传感器设备是实现物联网信息互通的基础，无线充电技术为传感器网络的能源问题提供了解决思路，于是无线可充电传感器应运而生。在无线可充电传感器网络中，最重要的问题是如何部署最少的充电基站去满足整个传感器网络的能源需求，因为充电基站的造价很高，减少冗余基站可以有效降低整个传感器网络的运行成本。

目前，关于无线可充电传感器网络的充电规划问题，针对充电基站不同的特点进行充电基站的部署问题已有一些研究。徐向华等人在专利《一种无线可充电传感网络的定向充电基站部署方法》(专利号：CN105722091A)中，在满足所有传感器节点供能的前提下，提出了一种定向基站的规划方法。该方法先对所有的传感器都求一次候选基站，再根据传感器节点出现的频次，优化充电基站的个数。其充电基站的辐射范围是一个扇形，即使有多个传感器同时被充电基站覆盖，但是在同一时刻一个基站只为一个传感器充电，不符合实际情况。在实际应用中，在辐射范围内的可充电传感器都是可以接收到能量的，所以该专利提出的充电方式效率不高。吴以凡等人在专利《一种面向传感器网络的非接触式充电节点部署方法》(专利号：CN201310276000.X)中，提出了一种无线充电基站的位置规划方法。该方法先将所有传感器组成的充电区域网格化，然后将无线充电基站的位置部署在网格的格点之上，这种方法限制了充电基站的位置，使基站的部署缺少灵活性，实际应用中存在一定的缺陷。此外，上述两个专利中的充电基站辐射范围很广，基站的充电距离受到了极大的限制；他们还假设了充电基站有一个充电半径，充电半径的取值会对充电基站的部署个数造成一定数量的误差。因此，提出一种充电基站位置可以灵活规划，且充电距离较远的无线充电基站部署方法十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线可充电传感器网络的定点充电基站部署方法。

本发明的具体方法如下：

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)。