无线可充电传感器网络中一种带档位充电器的布置方法技术

本发明专利技术公开了一种带档位充电器的布置方法，包括以下步骤：首先，基于带档位无线充电器的充电模型，提出在给定充电功率预算情况下最大化网络整体充电效用的无线充电器布置问题；其次，利用充电功率近似和区域离散化技术，将整个2D平面划分为功率常数子区域，通过枚举所有档位下的充电器，获得了每种档位下无线充电器的候选布置集合；最后，在所有位置和档位组合中，继续遴选组合布置充电器，从而达到最大化网络整体充电效用。本发明专利技术能够有效地布置充电器的位置及功率，使传感器网络的整体充电效用最大化，相比于现有技术，显著提高了网络整体充电效用。

【技术实现步骤摘要】
无线可充电传感器网络中一种带档位充电器的布置方法
本专利技术涉及无线可充电传感器网络，尤其涉及在无线可充电传感器网络中的一种带档位充电器的布置方法。
技术介绍
无线可充电传感网中的重要问题是无线充电器的布置问题，即如何有效地布置充电器使得传感器网络的整体充电效用最大化。已有的工作主要考虑是充电器可布置的位置受限，如只能布置在三角形顶点或网格中的格点处，并且很少考虑充电功率约束的，其实这是很有实际意义的，有很多适用场景。比如服务提供商决定在二维(2-D)目标区域(例如校园或公园)中提供无线充电服务。根据历史数据分析和市场调查，它可以预测潜在客户(即可充电传感器)的位置或轨迹信息，然后预先选择一定数量的候选位置来放置无线充电器(可调的)。在给定功率预算的情况下，提供商希望最大程度地增加其收入。这与本专利技术定义的充电效用成正比。为了最大程度地提高充电效用，必须在策略上选择适当功率水平的充电器放置在合适的位置上。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种能够有效地布置充电器的位置及功率，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带档位充电器布置方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)根据带档位无线充电器的充电模型，提出在给定充电功率情况下，最大化网络整体充电效用的无线充电器布置问题；/n(2)利用充电功率近似和区域离散化技术，将整个2D平面划分为功率常数子区域，并通过枚举所带档位的充电器，获得每种档位下无线充电器的候选布置集合；/n(3)在所有位置和档位组合下，继续遴选组合总充电功率不超过功率预算B下布置带档位无线充电器，从而达到最大网络整体充电效用。/n

【技术特征摘要】
1.一种带档位充电器布置方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据带档位无线充电器的充电模型，提出在给定充电功率情况下，最大化网络整体充电效用的无线充电器布置问题；
(2)利用充电功率近似和区域离散化技术，将整个2D平面划分为功率常数子区域，并通过枚举所带档位的充电器，获得每种档位下无线充电器的候选布置集合；
(3)在所有位置和档位组合下，继续遴选组合总充电功率不超过功率预算B下布置带档位无线充电器，从而达到最大网络整体充电效用。


2.根据权利要求1所述的一种带档位充电器布置方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括以下内容：
(11)定义有N个可充电传感器随机布置在一个二维区域Ω，标记为O＝{o1，o2，...，oN}，可充电传感器的位置是已知的；定义有待布置的M个无线充电器布置在区域Ω中，标记为S＝{s1，s2，...，sM}，每个无线充电器有L个不同的功率档位；每个无线充电器能够覆盖O中任意一个子集，将能够覆盖相同可充电传感器的无线充电器定义为相邻充电器；
(12)用pi表示无线充电器si的功率，1≤i≤M，在不失一般性的前提下，定义每个充电器的功率为：
pi＝hi*pmin
其中，hi∈{1，2，...，L}是充电器si的可调节功率档位，pmin是相邻两个档位之间的恒定功率差距；
建立带档位的充电模型，即通过如下公式模型得到可充电传感器oj从无线充电器si接收的功率P(si，oj)：



其中，α和β是由无线充电器和可充电传感器的硬件以及环境决定的已知常数，d(si，oj)表示无线充电器si到可充电传感器oj的欧式距离，D(hi)是功率为hi的无线充电器si的最大覆盖距离；
当可充电传感器远离无线充电器时，无线充电器无法为可充电传感器提供电量，令刚好充不到电的功率设置为pth，即得到最大覆盖距离：



给定常数pth，无线充电器si的最大覆盖半径D(hi)由hi确定；
(13)当一个可充电传感器被多个无线充电器充电时，其获得的功率是各无线充电器的功率总和，因此，在给定无线充电器放置的位置R和档位分配H的情况下，可充电传感器oj接收到的总功率为：



给出充电效用的定义，可充电传感器oj在R和H下的充电效用为：



其中，cp和Pw为预先设置的常数；
(14)给定功率预算B，在二维区域Ω任意位置部署无线充电器，调节无线充电器档位以最大化网络的整体充电效用；将无线充电器的部署问题形式化为如下数学表达：
P1：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐佳，蔡威，徐力杰，胡苏怡，吴思徐，周凯军，张佳垒，鲁蔚锋，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32