[发明专利]一种基于核心节点选择的静态充电基站部署方法

权利要求书

1.一种基于核心节点选择的静态充电基站部署方法，其特征在于，包括：

(1)将无线可充电传感器网络抽象为二维平面上的区域，无线可充电传感器网络内部署若干传感器节点；

(2)选择第一个核心节点，所述第一个核心节点为距离二维坐标的原点位置最近的传感器节点，并初始化j＝1；

(3)计算第j个传感器和其他n-j个传感器的距离，并将其从小到大排序；

(4)将当前的核心节点加入集合SS_j中，且按照排序结果，将距离不大于2D的传感器节点加入集合SS_j中，并将SS_j集合放入区域集合U中，其中，D为充电基站的有效充电半径；

(5)判断该传感器网络中的所有节点是否都在区域集合U中，若所有节点都在区域集合U中，则执行步骤6，否则，选择下一个核心节点，即令j＝j+1，且跳转到步骤4，该核心节点为与上一个核心节点之间的距离最小且距离大于2D的节点；

(6)获取区域集合U中集合SS_j的数量，每个集合SS_j中的传感器节点作为一个小区域，在每个小区域内放置一个充电基站，并寻找区域集合U中每个子集合SS_j的最佳的充电基站位置。

2.根据权利要求1所述的基于核心节点选择的静态充电基站部署方法，其特征在于，所述步骤(6)中，计算区域集合U中每个子集合SS_j的最佳的充电基站位置，具体包括：

(61)定义目标函数T：

其中，(x_j,y_j)为第j个小区域的充电基站坐标，(xx_ji,yy_ji)为某个小区域内传感器节点坐标，k为每个小区域内的传感器节点的数量，d((x_j,y_j),(xx_ji,yy_ji))为第i个传感器节点到第j个充电基站的距离，P_wi为传感器节点能量消耗功率，α为传感系数，P_r为在距离下传感器节点接收到的充电功率；

(62)迭代求解目标函数T的最小值，即计算d((x_j,y_j),(xx_ji,yy_ji))的最大值，由于，

且

即：

其中，β为天线近场传输情况下Friis自由空间方程的补偿参数，P₀为充电基站发射功率；

(63)计算充电基站到各个传感器之间的物理距离乘以相对应的充电功率，总和最大的点，即对应P_r(d((x_j,y_j),(xx_ji,yy_ji)))最大值，通过在广义费马算法迭代过程中，把d((x_j,y_j),(xx_ji,yy_ji))带入目标函数T中迭代计算得到的目标函数的最小值，通过计算，最佳充电基站的横纵坐标x',y'表示为：

上式中，x,y分别为上一次迭代的横纵坐标。

3.根据权利要求2所述的基于核心节点选择的静态充电基站部署方法，其特征在于，所述步骤(1)中，二维平面包含有相互垂直的X轴和Y轴，原点为O，该区域为设置在XOY轴第一象限内圆形，且该圆形相切于X轴和Y轴。

4.根据权利要求2所述的基于核心节点选择的静态充电基站部署方法，其特征在于，传感系数表示为：

其中，G_s为充电基站天线增益，G_r为接收天线增益，η为整流器效益，L_p为极化损失，λ为波长。

5.根据权利要求2所述的基于核心节点选择的静态充电基站部署方法，其特征在于，传感器在点(x,y)处获得的充电功率P_r大于或等于传感器的耗电功率P_w。