[发明专利]基于UAV对无线传感网充电的方法

权利要求书

1.基于UAV对无线传感网充电的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在无线传感网L轮簇头轮换之后，收集无线传感网中各个传感器网络节点的ID、位置信息、剩余能量以及工作状态；其中传感器网络节点分为簇头节点和成员节点；

S2、确定无线传感网区域中的成员节点及成簇方案，求取对应的成员节点通信能耗和簇头节点通信能耗；

S3、确定能量传输模块UAV的能量传输功率模型；

S4、通过优化搜索算法求第m次随机周期性成簇方案中能量传输模块UAV对无线传感网中每个传感器网络节点i充满电所需时间；

S5、从N种可能的成簇方案中用优化算法搜索能量传输模块UAV在整个无线传感网区域中任一位置对所有传感器网络节点充满电所需时间，选取其中的最大时间，认定其为能量传输模块UAV给整个无线传感网络充满电所需的时间；

S6、从N种可能的成簇方案对应的最大时间中，找出最小的时间代价值以及对应最优UAV充电位置或路径。

2.根据权利要求1所述的基于UAV对无线传感网充电的方法，其特征在于，所述簇头节点通信能耗为接收信息能耗和发送信息能耗之和。

3.根据权利要求1所述的基于UAV对无线传感网充电的方法，其特征在于，所述成员节点包括休眠节点、工作节点以及未激活节点，所述簇头节点等概率、周期性选择生成。

4.根据权利要求1所述的基于UAV对无线传感网充电的方法，其特征在于，所述优化算法为基本差分进化算法。

5.根据权利要求3所述的基于UAV对无线传感网充电的方法，其特征在于，所述工作节点的能耗模型采用一阶无线电模型，当节点间通信距离d_ii较近时，能耗模型采用自由空间信道模型；当节点间通信距离d_ii较远时，能耗模型采用多路径衰减模型。

6.根据权利要求1所述的基于UAV对无线传感网充电的方法，其特征在于：能量传输模块UAV对传感器网络节点的能量传输数学模型为线性能量传输模型：

其中，Q_i(x(t),y(t))表示第i个传感器网络节点在无线传感网区域内点(x(t),y(t))的能量接收功率，h_k(t)为与距离有关的功率数量级，β₀表示在传输通道上单位距离1m节点接收到的能量，P表示传输功率中的一个常量，(x_k,y_k)表示能量传输模块UAV飞行在二维平面的坐标，H表示三维坐标中的飞行高度。