[发明专利]一种联合路由优化的能量补充装置及其能量补充方法

权利要求书

1.一种联合路由优化的能量补充装置，其特征在于：包括：

链路状态获取器：用于获取节点之间链路状态信息；

节点位置获取器：用于获取节点位置信息；

路径编码器：基于获取的链路状态信息与节点位置信息，对物联网间的通信路径以树的方式进行遗传编码；

遗传路径进化器：以遗传算法的方式对物联网的通信路径进行优化，构建最优路由树，并基于所述最优路由树，得到最优无线充电车WCV的移动路径；最优路由树的构建方法包括：

步骤4-1：选择操作，遗传算法通过二元锦标赛算法选出初始种群的一半作为父代种群；

步骤4-2：交叉操作，从选出的父代种群中随机选择两个个体，在这两个个体中随机选择一对等位基因，对等位基因做交叉操作，得到两个新的子代个体，如果产生的新的个体不满足物联网路由树条件，那么需要对这个子代个体进行调整，使结果满足路由树条件；

步骤4-3:变异操作，从选出的父代种群中随机选择一个个体，随机选择一个等位基因使用单点变异产生新的子代个体，本遗传算法中选择随机一个节点进行局部组播树调节，如果变异后的个体不是路由树，那么调整使之成为路由树；

步骤4-5：经过交叉、变异操作之后产生的子代与初始种群合并，对合并种群中的每个个体进行适应值评估，选出最优的N个染色体构成新的种群；

步骤4-6：判断是否满足终止条件，如果不是，则返回步骤4-1；否则，在最优种群中找出最优个体，

充电方式输出器：用于输出物联网中最优无线充电车WCV的移动路径；

最优路径输出器：用于输出该物联网的最优数据路由路径；

得到最优无线充电车WCV的移动路径包括以下步骤：

步骤5-1：充电驻留点选择，用于选择监控区域中的充电驻留点；

步骤5-2：最优哈密尔顿回路计算，其包括利用蚁群算法得到连接服务站点和所有充电驻留点的最短路径，将该路径作为最优无线充电车WCV的移动路径；

步骤5-3：根据哈密尔顿回路长度及路由树结构，返回当前的休息时间比，并以休息时间比作为个体的适应值。

2.根据权利要求1所述的联合路由优化的能量补充装置，其特征在于，所述该遗传路径进化器包括：

以选择、交叉、编译及替换方式组成的遗传运算器；

以充电驻留点选择器、充电驻留点优化器及适应值评估器组成的个体评估器。

3.一种联合路径优化的能量补充方法，其特征在于，该方法基于如权利要求1或2所述联合路由优化的能量补充装置，其包括以下步骤：

步骤1:收集节点位置信息；

步骤2：收集链路状态信息；

步骤3：基于节点位置信息与链路状态信息，重复使用路由树构造算法构造N个个体作为遗传算法的初始种群；

步骤4：使用遗传算法构造最优路由树；

步骤5：对最优路由树对应的个体进行适应值评价，得到最优无线充电车WCV的移动路径；

所述最优路由树对应的个体为节点。