[发明专利]WRSN中联合在线和离线调度的能量补给方法

说明书

本发明公开了一种WRSN中联合在线和离线调度的能量补给方法（E²RHS），包括如下步骤：步骤1：划区；步骤2：分簇、设置能量报警阈值；步骤3：存放充电请求；步骤4：构造最短充电路径；步骤5：计算待充电节点的两个时间；步骤6：比较待充电节点的两个时间；步骤7：获得最优充电路径。E²RHS联合在线和离线调度规划充电车的充电路径，基站之间通过待充电节点提交的充电请求信息进行在线计算，待充电节点将自己当前的能量消耗率以及剩余能量发给基站，基站能应对网络中节点能量消耗率动态变化的情况；同时，基站离线规划待服务队列中节点的充电顺序，确定充电车的充电路径。这种方法使网络中节点的存活率和充电车的能量使用效率最大化，降低充电成本。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络领域中无线可充电传感器网络中节点能量的补给技术，具体是WRSN中联合在线和离线调度的能量补给方法。

背景技术

无线传感器网络是由大量传感器节点组成的自组织网络，它的主要功能是感知、采集、处理和传输网络覆盖范围内的对象信息。传感器节点通常采用电池供电，能量受限且电池难以更换，这极大制约了无线传感器网络的普及应用。近年来，无线电力传输(Wireless Power Transfer，WPT)技术的突破性进展，使无线可充电传感器网络(WirelessRechargeable Sensor Network，WRSN)从概念逐渐成为现实。在WRSN中，传感器节点配有能量接收器，网络中配有一个或多个充电车，充电车可在网络覆盖区域内自由移动，当充电车靠近目标节点时，就可通过WPT技术(无线充电)为传感器节点充电。而当充电车电量快耗尽时，它需要返回基站处补充能量，之后就可以进行下一轮的充电服务，源源不断地为网络中的节点补充能量，延长节点的生命期。

然而，WRSN中网络覆盖范围大，节点数量众多，不同覆盖区域中节点能量消耗率的快慢不同，当节点的剩余能量低于设定的报警阈值时，该节点则向基站发送充电请求。如果基站简单地按照“先到先服务”的原则确定各节点的充电顺序，则充电车在服务过程中需要移动的路径可能过长，导致不必要的能量消耗。为了提高充电车的能量使用效率，需要根据节点的位置、剩余电量等信息合理调度充电车的服务顺序，使充电车在服务过程中移动的路径尽可能短。常见的充电车调度方案主要分为三大类：离线调度、在线调度和混合调度。