[发明专利]WRSNs中基于SOM神经网络的多基站充电方法

权利要求书

1.一种WRSNs中基于SOM神经网络的多基站充电方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)利用SOM神经网络对无线可充电传感网划分类别；

所述步骤(1)中SOM神经网络的训练数据集可通过如下方式获得：向无线传感网全网发送广播包，收集无线传感网全网所有节点的能耗速率，节点剩余能量，节点位置对应的横坐标和纵坐标；选取具有典型跳数和节点剩余能量特征的节点，确定它们的类别，结合这些节点对应的能耗速率，剩余能量和到sink距离，制成SOM神经网络学习数据；

(2)在充电操作开始之前，根据传感器的能耗和移动充电车的电池容量，将网络的第i级别划分为传感器节点数接近相等的k_i个区域并配备一级移动充电器，从而保证节点能被完全充电；

(3)利用遗传算法对一级移动充电器遍历路径进行最优路径规划；在一级移动充电车最优遍历路径上选取驻留点，再次利用遗传算法根据驻留点规划最短路径，在最优路径上配备二级移动充电器和设立基站；一级移动充电车从驻留点出发，遍历所在区域的所有传感器节点并进行充电，充电结束后停留在驻留点；

所述步骤(3)中的驻留点是一级移动充电车的驻留点，为了便于二级移动充电车对一级移动充电车充电，一级移动充电车对所服务的区域的节点遍历充电时，遍历路径的起点和终点应该重合，这时的重合点就是一级移动充电车的驻留点；

所述步骤(3)中的二级移动充电车配备规则如下：根据一级移动充电车数量和二级移动充电车能够充电一级移动充电车的数量，将得到的最短路径划分为一级移动充电车数量接近相等的几段，从而保证一级移动充电车能被完全充电；

(4)每个充电周期内，一级移动充电器对传感器节点充电，待所有一级移动充电器节点充电结束后，二级移动充电器开始遍历驻留点对一级移动充电器充电。

2.根据权利要求1所述的WRSNs中基于SOM神经网络的多基站充电方法，其特征在于所述步骤(2)中的区域数目k_i计算如下：

其中，N_i表示第i类传感器数量，s_i表示每个充电车可以充电第i类传感器的数量，保证了一级移动充电器充电结束后充电能源几乎耗尽，提高充电效率。

3.根据权利要求1所述的WRSNs中基于SOM神经网络的多基站充电方法，其特征在于所述一级移动充电车的驻留点选取规则如下：选择各个区域内距离sink最近的节点作为初始位置，然后通过三角形法则优化得到驻留点位置。

4.根据权利要求1所述的WRSNs中基于SOM神经网络的多基站充电方法，其特征在于所述步骤(3)中的基站的设立规则如下：在任意两个二级移动充电车路径交点处设立充电基站，充电基站在一个周期内对到达的二级移动充电车完全充电一次。

5.根据权利要求1所述的WRSNs中基于SOM神经网络的多基站充电方法，其特征在于所述步骤(4)中的充电周期的长短远远小于传感器寿命；一个充电周期开始时，二级移动充电车在充电路径一端的基站内充电；在一级移动充电车遍历节点后回到驻留点后，二级移动充电车沿着充电路径对一级移动充电车充电，最后到达充电路径另一端的基站内；在下一个充电周期，二级移动充电车从充电路径另一端的基站内出发，沿着充电路径回到这一端。