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专利号: 2019100181103
申请人: 杭州电子科技大学温州研究院有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于凸包选择的定点无线充电基站部署方法,其特征在于:步骤1、建立平面直角坐标系,将与n个无线可充电传感器分别位置对应的n个普通节点放入平面直角坐标系;n个普通节点组成的集合为普通节点集合U;将1赋值给i;

步骤2、求出候选基站的部署位置,并确定候选基站的覆盖节点集合;

2-1、建立初始为空集的候选基站集合Si;建立候选传感器集合CU;候选传感器集合CU,令候选传感器集合CU与普通节点集合U相等;

2-2、根据候选传感器集合CU内各个普通节点的坐标,求出候选传感器集合CU的凸包,将1赋值给k;

2-3、选取步骤2-2所得凸包的其中一个顶点,作为第i个候选基站ci的第1个覆盖节点qi,1,加入第i个候选基站的覆盖节点集合Qi中;将第i个候选基站ci的第1个覆盖节点qi,1从候选传感器集合CU中移除;第i个候选基站ci的第1个覆盖节点qi,1的坐标为(xi,1,yi,1);以第i个候选基站ci的第1个覆盖节点qi,1的位置作为第i个候选基站的初始位置;第i个候选基站的初始位置的坐标为(ai,1,bi,1),ai,1=xi,1,bi,1=yi,1;

2-4、取候选传感器集合CU内与坐标(ai,k,bi,k)距离最近的普通节点,作为候选节点;候选节点的坐标为(x′,y′);将候选节点从候选传感器集合CU移除;

2-5、计算基站更新预测坐标(a′,b′);其中,a′的表达式如式(1)所示;b′的表达式如式(2)所示;

式(1)和(2)中,wi,j表示第i个候选基站ci的第j个覆盖节点qi,j对应的无线可充电传感器的功率;xi,j为第i个候选基站ci的第j个覆盖节点qi,j的横坐标;yi,j为第i个候选基站ci的第j个覆盖节点qi,j的纵坐标;w′为候选节点对应的无线可充电传感器的功率;β的取值为η为充电基站与无线可充电传感器紧挨在一起时的传输效率;α的取值为 Gt为充电基站的发射天线的增益大小;Gr为无线可充电传感器的接收天线的增益大小;λ为充电基站与无线可充电传感器进行无线传输时所用电磁波的波长;

2-6、计算第i个候选基站ci的记入候选节点的充电休眠时长 如式(3)所示;

式(3)中,T为充电基站的充电周期,其表达式如式(4)所示;ti,j为第i个候选基站ci的第j个覆盖节点的充电时长,其表达式如式(5)所示;t′为候选节点的充电时长,其表达式如式(6)所示;

式(4)中,CM为各无线可充电传感器的电池容量;wmax为各无线可充电传感器中的功率最大的传感器的功率;

式(5)中,Pt为充电基站的额定功率;P(dij)为间距等于dij的充电基站与无线可充电传感器之间的充电效率,其表达式为 dij为第i个候选基站ci的第j个覆盖节点qij与坐标(a′,b′)之间的距离;

式(6)中,P(d′)为间距等于d′的充电基站与无线可充电传感器之间的充电效率,其表达式为 d′为候选节点与坐标(a′,b′)的距离;

进入步骤2-7;

2-7、若 则将候选节点作为第i个候选基站ci的第k+1个覆盖节点qi,k+1加入第i个候选基站的覆盖节点集合Qi,将第i个候选基站ci的坐标更新为(ai,k+1,bi,k+1),ai,k+1=a′,bi,k+1=b′;将k增大1,并进入步骤2-8;

若 则直接进入步骤2.8;

2-8、若候选传感器集合CU是空集;则进入步骤3;否则,重复执行步骤2-4至2-7;

步骤3、将普通传感器集合U中加入第i个候选基站的覆盖节点集合Qi中所有的普通节点从普通传感器集合U中移除;以坐标(ai,k,bi,k)作为第i个基站部署位置;若普通传感器集合U不是空集,则将i增大1,并重复执行步骤2;否则,进入步骤4;

步骤4、将步骤2和3确定的各基站部署位置上布置充电基站。