[发明专利]一种基于自适应控制的无线传感器网络节点能量优化方法

说明书

本发明涉及一种基于自适应控制的无线传感器网络节点能量优化方法，该方法通过自我感知电池板剩余能量随时间变化的序列，对输出功率进行自我选择改变，包括以下步骤：S1：利用传感器节点参数获取传感器节点在最大可允许时延的情况下的休眠时间和工作时间相互交叉的平均功耗和传感器所有传感元件同时全力工作的功耗；S2：收集下一个自然日的天气预测数据和自我功率的消耗参数；S3：根据数据中的当前时刻的剩余能量进行不同时间里的功率运行判断；S4：将不同时间的最终功率运行判断结果组合成最终能量优化运行结果。与现有技术相比，本发明具有集体优化，自适应控制，控制时间短等优点。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，尤其是涉及一种基于自适应控制的无线传感器网络节点能量优化方法。

背景技术

无线传感器网络(WSN)是一种新兴的网络技术，它由具有感知、计算和通信能力的传感器节点以自组网的方式相互协作组成网络，通过采集网络覆盖区域内感知对象的信息，以多跳的无线通信方式将收集、处理后的信息传送到基站，并最终提供给终端用户。在电力行业中，随着智能电网建设的不断深入，电力系统发电、输电、变电、配电、用电等环节对设备运行状态的监测提出了更高的要求，于是基于无线传感器网络的发电厂监测需求应运而生。故提出一种基于贪心选择的自适应控制在WSN节点上的能源策略优化以保障网络更久的存续，使得传感器节点能进行自我能量优化。

在无线传感器网络中，由于节点能量补充不足或能量补充不可预测，能量策略的优化已经成为传感器网络设计时首要考虑的因素。目前解决电力检测传感器网络节点有限寿命问题的有效办法是使用可充电的无线传感器网络技术。在可充电的电力监测传感器网络中，如果节点获取的能量足够多或者能量能够周期性、连续性地得到补充，那么节点就可以完全不受供电能量的限制。然而，在太阳能、风能供电的许多场合，由于天气的原因，节点能量的补充具有不可预测性和不可靠性。

目前研究的主要方向是在充能策略的优化以及全网络节点通信路径上的优化，或者主要针对小车路径规划问题(用移动小车为传感器节点充电)。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于自适应控制的无线传感器网络节点能量优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于自适应控制的无线传感器网络节点能量优化方法，该方法通过自我感知电池板剩余能量随时间变化的序列，对输出功率进行自我选择改变，包括以下步骤：

S1：利用传感器节点参数获取传感器节点在最大可允许时延的情况下的休眠时间和工作时间相互交叉的平均功耗和传感器所有传感元件同时全力工作的功耗；

S2：收集下一个自然日的天气预测数据和自我功率的消耗参数；

S3：根据数据中的当前时刻的剩余能量进行不同时间里的功率运行判断；

S4：将不同时间的最终功率运行判断结果组合成最终能量优化运行结果。

进一步地，所述步骤S3包括以下分步骤：

S301：针对夜晚时刻剩余能量进行落定区间判断；

S302：根据不同的判断结果确定夜晚功率运行方案。

进一步地，所述步骤S301，其描述公式为：

Eⁿ＞Tⁿ*P_max+Ee_month；

Tⁿ*P_max+Ee_month＞Eⁿ＞Tⁿ*P_min+Ee_month；