本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)方法，尤其涉及一種基于無(wú)線充電的傳感器網(wǎng)絡(luò)錨點(diǎn)選擇方法。

背景技術(shù)：

目前，傳感器網(wǎng)絡(luò)主要是由電池供電。由于傳感電池有限的存儲(chǔ)能量，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命往往有限。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，如地震、土壤檢測(cè)、冰川運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)等惡劣的環(huán)境，長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人堅(jiān)守。雖然對(duì)延長(zhǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)生命周期有大量的研究，但是網(wǎng)絡(luò)生命周期仍然是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的性能瓶頸和阻礙他們大規(guī)模部署的一個(gè)關(guān)鍵因素。

一方面，它表明從自然中收集能量，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、溫度和振動(dòng)，可以有效地改善網(wǎng)絡(luò)性能和提高網(wǎng)絡(luò)的生命周期。然而，從自然環(huán)境中獲取能量仍然受到限制。這是因?yàn)槟芰渴占慕Y(jié)果過(guò)于依賴環(huán)境。例如，在太陽(yáng)能收集系統(tǒng)中，收集能量的多少取決于太陽(yáng)輻射的時(shí)間和光照強(qiáng)度。

另外，收集自然能量延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命以及收集傳感數(shù)據(jù)仍是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要任務(wù)。在能源收集網(wǎng)絡(luò)中研究了優(yōu)化數(shù)據(jù)收集效率，即傳感器節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)靜態(tài)數(shù)據(jù)接收器中。這些方法屬于基于靜態(tài)數(shù)據(jù)收集的轉(zhuǎn)發(fā)路由，可能會(huì)導(dǎo)致所有節(jié)點(diǎn)的非均勻能量消耗和在傳感節(jié)點(diǎn)靠近匯聚節(jié)點(diǎn)時(shí)的擁堵以及數(shù)據(jù)包丟失問(wèn)題。為了克服這些問(wèn)題，最近提出了移動(dòng)數(shù)據(jù)收集，即利用移動(dòng)收集器收集傳感器接受到的數(shù)據(jù)。因?yàn)槁酚墒占呀?jīng)被移動(dòng)收集部分或者全部替代，因?yàn)檫@種方式可以有效的消除傳感節(jié)點(diǎn)中的能源消耗的非均勻性和減輕靠近匯聚節(jié)點(diǎn)的傳感節(jié)點(diǎn)的擁堵。

通常的做法是，移動(dòng)收集器通過(guò)單跳傳播數(shù)據(jù)收集。然而，這個(gè)方案會(huì)在數(shù)據(jù)收集和無(wú)線充電方案中產(chǎn)生新的問(wèn)題。首先，采用單跳的數(shù)據(jù)收集，每次間隔只能收集到小數(shù)量的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。只有駐留在錨點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)可以傳輸數(shù)據(jù)而在其他節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是不能收集的。因此，在單跳數(shù)據(jù)收集中，所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集公平性是大大減弱的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于無(wú)線充電的傳感器網(wǎng)絡(luò)錨點(diǎn)選擇方法，能夠有效提高數(shù)據(jù)收集的公平性以及降低數(shù)據(jù)延遲，確保傳感器網(wǎng)絡(luò)持久穩(wěn)定運(yùn)行。

本發(fā)明提供的一種基于無(wú)線充電的傳感器網(wǎng)絡(luò)錨點(diǎn)選擇方法，包括：

S1.由移動(dòng)采集設(shè)備采集按照在先錨點(diǎn)順序逐個(gè)采集錨點(diǎn)數(shù)據(jù)以及與設(shè)定錨點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的傳感器蓄電池剩余電量；

S2.將各傳感器蓄電池剩余電量值進(jìn)行排序并形成列表S(i)，其中，i為傳感器節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；

S3.計(jì)算移動(dòng)采集設(shè)備訪問(wèn)列表S(i)中各元素對(duì)應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)路徑長(zhǎng)度，并判斷訪問(wèn)路徑長(zhǎng)度與設(shè)定路徑門限長(zhǎng)度L_tsp大小，選出訪問(wèn)路徑長(zhǎng)度中等于L_tsp的傳感器并設(shè)定為下一次移動(dòng)采集設(shè)備訪問(wèn)的錨點(diǎn)。

進(jìn)一步，步驟S2中，將各傳感器蓄電池剩余電量值按照由大到小的順序進(jìn)行排列并形成列表S(i)。

進(jìn)一步，步驟S3中，根據(jù)旅行商問(wèn)題近似算法和/或折半搜索算法計(jì)算移動(dòng)采集設(shè)備訪問(wèn)列表S(i)中各元素對(duì)應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)路徑長(zhǎng)度。

進(jìn)一步，步驟S3中，還包括：

S31.在列表S(i)中，選擇中間元素S’(m)，通過(guò)旅行商問(wèn)題近似算法和/或折半搜索算法計(jì)算出中間元素S’(m)對(duì)應(yīng)的傳感器的最短訪問(wèn)路徑；

S32.判斷該最短訪問(wèn)路徑是否等于設(shè)定路徑門限長(zhǎng)度L_tsp，如果相等，則將最短訪問(wèn)路徑對(duì)應(yīng)的傳感器設(shè)定為錨點(diǎn)；

S33.如果最短訪問(wèn)路徑不等于設(shè)定路徑門限長(zhǎng)度L_tsp；則列表S(i)中搜索，并計(jì)算出中間元素S’(m)之前的元素或者之后的元素對(duì)應(yīng)的傳感器的最短訪問(wèn)路徑，并進(jìn)入到步驟S32中。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的基于無(wú)線充電的傳感器網(wǎng)絡(luò)錨點(diǎn)選擇方法，能夠有效提高數(shù)據(jù)收集的公平性以及降低數(shù)據(jù)延遲，保障傳感器網(wǎng)絡(luò)的最大節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)數(shù)量，確保傳感器網(wǎng)絡(luò)持久穩(wěn)定運(yùn)行，并且能夠避免對(duì)不需要充電的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電，提高無(wú)線充電的運(yùn)行效率。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明的流程圖，如圖所示，本發(fā)明提供的一種基于無(wú)線充電的傳感器網(wǎng)絡(luò)錨點(diǎn)選擇方法，包括：

S1.由移動(dòng)采集設(shè)備采集按照在先錨點(diǎn)順序逐個(gè)采集錨點(diǎn)數(shù)據(jù)以及與設(shè)定錨點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的傳感器蓄電池剩余電量，其中，移動(dòng)采集設(shè)備可以采用移動(dòng)機(jī)器人，也可以采用充電汽車，移動(dòng)機(jī)器人或者充電汽車至少配備接收器、發(fā)送器以及儲(chǔ)備足夠的充電能量的高容量蓄電池等設(shè)備，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不對(duì)其工作原理以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行贅述；

S2.將各傳感器蓄電池剩余電量值進(jìn)行排序并形成列表S(i)，其中，i為傳感器節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；

S3.計(jì)算移動(dòng)采集設(shè)備訪問(wèn)列表S(i)中各元素對(duì)應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)路徑長(zhǎng)度，并判斷訪問(wèn)路徑長(zhǎng)度與設(shè)定路徑門限長(zhǎng)度L_tsp大小，選出訪問(wèn)路徑長(zhǎng)度中等于L_tsp的傳感器并設(shè)定為下一次移動(dòng)采集設(shè)備訪問(wèn)的錨點(diǎn)，通過(guò)上述方法，能夠有效提高數(shù)據(jù)收集的公平性以及降低數(shù)據(jù)延遲，保障傳感器網(wǎng)絡(luò)的最大節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)數(shù)量，確保傳感器網(wǎng)絡(luò)持久穩(wěn)定運(yùn)行，并且能夠避免對(duì)不需要充電的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電，提高無(wú)線充電的運(yùn)行效率。

本實(shí)施例中，步驟S2中，將各傳感器蓄電池剩余電量值按照由大到小的順序進(jìn)行排列并形成列表S(i)，也算就是說(shuō)，對(duì)各傳感器的剩余電量進(jìn)行分類，移動(dòng)采集設(shè)備根據(jù)傳感器的剩余電量大小確定在錨點(diǎn)上駐留的時(shí)間長(zhǎng)度，傳感器的剩余電量也是錨點(diǎn)選擇的依據(jù)。

本實(shí)施例中，步驟S3中，根據(jù)旅行商問(wèn)題近似算法和/或折半搜索算法計(jì)算移動(dòng)采集設(shè)備訪問(wèn)列表S(i)中各元素對(duì)應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)路徑長(zhǎng)度，相應(yīng)速度快。

本實(shí)施例中，步驟S3中，還包括：

S31.在列表S(i)中，選擇中間元素S’(m)，通過(guò)旅行商問(wèn)題近似算法和/或折半搜索算法計(jì)算出中間元素S’(m)對(duì)應(yīng)的傳感器的最短訪問(wèn)路徑，其中，中間元素S’(m)包括S’(1)，S’(2)，…S’(n)…，S’(m)；

S32.判斷該最短訪問(wèn)路徑是否等于設(shè)定路徑門限長(zhǎng)度L_tsp，如果相等，則將最短訪問(wèn)路徑對(duì)應(yīng)的傳感器設(shè)定為錨點(diǎn)；

S33.如果最短訪問(wèn)路徑不等于設(shè)定路徑門限長(zhǎng)度L_tsp；則列表S(i)中搜索，并計(jì)算出中間元素S’(m)之前的元素或者之后的元素對(duì)應(yīng)的傳感器的最短訪問(wèn)路徑，并進(jìn)入到步驟S32中，通過(guò)這種方式，能夠準(zhǔn)確的確定移動(dòng)采集設(shè)備下次訪問(wèn)的錨點(diǎn)以及訪問(wèn)次序；上述中的錨點(diǎn)是指移動(dòng)采集設(shè)備訪問(wèn)的傳感器位置，一個(gè)錨點(diǎn)可以覆蓋多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。