[发明专利]基于多重阈值的最大化无线充电车利用率的方法及系统

说明书

本发明公开了无线充电技术领域的一种基于多重阈值的最大化无线充电车利用率的方法及系统，能够最大化无线充电车的能量利用率，提高综合充电效益。包括：建立无线传感网中各节点的数据上传路径；基于建立的数据上传路径，计算各节点的能耗率，进而设置双重充电请求阈值；基于设置的双重充电请求阈值构建待充电节点序列；在无线充电车为各节点充电的过程中，将满足设定条件但尚未达到设置的双重充电请求阈值的节点补充加入待充电节点序列中；均衡待充电节点序列中各节点的充电时间，以最小化死亡节点的数量。

技术领域

本发明属于无线充电技术领域，具体涉及一种基于多重阈值的最大化无线充电车利用率的方法及系统。

背景技术

无线传感网(Wireless Sensor Networks，WSNs)一般由一些能量受限的传感器节点组成，这些传感器节点是自组织的，他们可以是静态的也可以是移动的。每个传感器节点配备了电池模块、传感模块和通信模块，节点通过感应模块不断感知周围的环境，最终感测数据通过通信模块上传到基站。

无线传感网中传感器节点的能量是有限的，这导致了网络无法持续永久的运行，这也一直是无线传感网大规模应用的主要障碍。近些年，无线可充电传感器网络(WirelessRechargeable Sensor Networks,WRSNs)的提出，在一定程度上缓解了传感器节点能量受限的问题，同时也极大丰富了传感网的应用。然而，在网络中使用无线充电车(WirelessCharging Vehicle，WCV)为传感器节点补充能量也给车辆行驶的路径规划带来了新的挑战。

因此，如何有效的利用无线充电小车的电量，使其充电效率最大化，且为了让网络中的死亡节点个数最少，如何去规划充电路径以及充电的时间日益成了当前研究的重点。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于多重阈值的最大化无线充电车利用率的方法及系统，能够最大化无线充电车的能量利用率，提高综合充电效益。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种最大化无线充电车利用率的方法，包括：建立无线传感网中各节点的数据上传路径；基于建立的数据上传路径，计算各节点的能耗率，进而设置双重充电请求阈值；基于设置的双重充电请求阈值构建待充电节点序列；在无线充电车为各节点充电的过程中，将满足设定条件但尚未达到设置的双重充电请求阈值的节点补充加入待充电节点序列中；均衡待充电节点序列中各节点的充电时间，以最小化死亡节点的数量。

进一步地，所述建立无线传感网中各节点的数据上传路径，包括：令每个节点仅能监测距离其最近的一个静态监测目标，并设静态监测目标P_i的节点数量为N_i；利用最小生成树方法将监测各静态监测目标的节点分别形成一棵数据上传树，选择权重G最高的节点作为簇头与基站交互；权重G通过以下方法获得：

G＝α(e_r/e₀)+(1-α)(1/d_to-center) (1)

其中，α表示可调参数，e_r表示节点的剩余能量，e₀表示节点的初始能量；d_to-center表示节点与基站之间的欧氏距离。

进一步地，所述基于建立的数据上传路径，计算各节点的能耗率，进而设置双重充电请求阈值，包括：各节点的能耗率r_i，通过以下公式获得：