能量分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种能量分配方法

【技术实现步骤摘要】
能量分配方法、装置、非易失性存储介质及电子设备


[0001]本专利技术涉及无线传输领域，具体而言，涉及一种能量分配方法
、
装置
、
非易失性存储介质及电子设备
。

技术介绍

[0002]传统上，无线传感器网络
(wireless sensor network
，
wsn)
是由大量的传感器节点组成，这些节点由不可充电电池供电，储能能力有限
。
因此，无线传感器网络只能在有限的时间内发挥作用
。
近年来，一些研究提出了能量收集的想法，通过使传感器节点从环境源
(
如太阳能
、
风能和振动
)
中补充能量，来解决无线传感器网络的有限寿命问题
。
能量收集传感器网络的设计考虑在许多方面不同于非充电电池供电的传感器网络
。
首先，由于传感器节点可以获得无限的能量，能量收集传感器网络可以长时间保持功能，因此，节能并不是首要的设计问题
。
其次，能量采集传感器网络的能量管理策略需要考虑能量补充过程，例如，过于保守的能量消耗可能会由于未能充分利用能量收集过程而限制数据的传输
。
另一方面，过度使用能量可能会导致能量中断，进而影响一些传感器节点正常工作
。
第三，能量可用性约束，即要求能量消耗始终小于电池中存储的能量
。
这些约束的存在使能量管理策略的设计变得复杂
。
[0003]针对上述现有能量收集传感器网络无法合理分配用于采集数据和发送数据的能量的问题，目前尚未提出有效的解决方案
。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种能量分配方法
、
装置
、
非易失性存储介质及电子设备，以至少解决现有能量收集传感器网络无法合理分配用于采集数据和发送数据的能量的技术问题
。
[0005]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种能量分配方法，包括：获取能量收集传感器在目标时隙内的目标状态空间，其中，所述能量收集传感器用于在每个预设时隙内进行能量收集，并消耗上一预设时隙收集的能量进行数据采集和数据传输；在预设能量分配表中查询所述目标时隙内所述目标状态空间对应的目标能量分配组合，其中，所述预设能量分配表记录每个所述预设时隙内每个预设状态空间在满足最大数据吞吐量的情况下对应的预设能量分配组合，所述预设能量分配组合包括一组预设数据采集能量和预设数据传输能量；在所述目标时隙内按照目标数据采集能量进行数据采集，其中，所述目标数据采集能量为所述目标能量分配组合中记录的所述预设数据采集能量；在所述目标时隙内按照目标数据传输能量进行数据传输，其中，所述目标数据传输能量为所述目标能量分配组合中记录的所述预设数据传输能量
。
[0006]可选地，在预设能量分配表中查询所述目标时隙内所述目标状态空间对应的目标数据采集能量和目标数据传输能量之前，所述方法还包括：获取历史时隙内收集到的预设收集能量和预设信道增益，其中，所述历史时隙与所述预设时隙相邻，且所述历史时隙早于
所述预设时隙；根据所述历史时隙内的预设数据采集能量
、
预设数据传输能量和预设收集能量，以及电池的预设存储能量和最大存储能量，确定预设时隙内所述电池的预设存储能量；根据所述历史时隙内的预设通信吞吐量，消耗预设数据采集能量进行数据采集的预设采集数据量，数据缓冲器的预设数据存储量和最大数据存储量，确定所述预设时隙内所述数据缓冲器的预设数据存储量，其中，所述预设通信吞吐量根据所述历史时隙内的预设数据传输能量和预设信道增益确定；根据所述预设时隙内所述电池的预设存储能量和所述数据缓冲器的预设数据存储量，以及所述历史时隙内的预设收集能量和预设信道增益，确定所述预设时隙的预设状态空间
。
[0007]可选地，在根据所述预设时隙内所述电池的预设存储能量和所述数据缓冲器的预设数据存储量，以及所述历史时隙内的预设收集能量和预设信道增益，确定所述预设时隙的预设状态空间之后，所述方法还包括：确定满足所述预设状态空间限制的动作空间集合，其中，所述动作空间集合包括多个动作空间，每个所述动作空间用于记录一组预设数据采集能量和预设数据传输能量；在所述动作空间集合中，确定满足最大数据吞吐量的所述动作空间为与所述预设状态空间对应的所述预设能量分配组合
。
[0008]可选地，在所述动作空间集合中，确定能够满足最大数据吞吐量的所述动作空间为与所述预设状态空间对应的所述预设能量分配组合包括：检测所述预设状态空间所在的预设时隙是否为末位时隙；在所述预设状态空间所在的预设时隙为所述末位时隙的情况下，根据所述预设状态空间确定末位状态参数，其中，所述末位状态参数包括：所述末位时隙内所述电池的预设存储能量
、
所述数据缓冲器的预设数据存储量
、
预设收集能量和预设信道增益，所述末位时隙内的预设收集能量为零，所述末位时隙内的预设信道增益根据末二位时隙的预设信道增益和信道增益转移概率确定，所述末二位时隙与所述末位时隙相邻，且所述末二位时隙早于所述末位时隙；将所述末位状态参数作为第一预设模型的模型参数，确定满足最大数据吞吐量的所述动作空间为与所述预设状态空间对应的所述预设能量分配组合，其中，所述第一预设模型为预先利用动态规划算法确定的贝尔曼方程，所述第一预设模型用于表示在所述末位时隙内所述动作空间和最大数据吞吐量的关联关系，所述末位时隙内所述动作空间中的预设数据采集能量为零，所述预设数据传输能量为所述电池的预设存储能量
。
[0009]可选地，所述方法还包括：在所述预设状态空间所在的预设时隙不为所述末位时隙的情况下，将所述预设状态空间作为第二预设模型的模型参数，确定第二预设模型，其中，所述第二预设模型为预先利用动态规划算法确定的贝尔曼方程，所述第二预设模型用于在未来时隙的最大数据吞吐量已知的情况下，表示在所述预设时隙内所述动作空间和最大数据吞吐量的关联关系，所述未来时隙与所述预设时隙相邻，且所述未来时隙晚于所述预设时隙；将所述末位时隙的最大数据吞吐量作为初始的所述未来时隙，利用第二预设模型依次确定每个所述预设时隙内满足最大数据吞吐量的所述动作空间为与所述预设状态空间对应的所述预设能量分配组合
。
[0010]可选地，在根据所述预设时隙内所述电池的预设存储能量和所述数据缓冲器的预设数据存储量，以及所述历史时隙内的预设收集能量和预设信道增益，确定所述预设时隙的预设状态空间之后，所述方法还包括：获取所述历史时隙内的预设收集能量和预设信道增益，其中，所述历史时隙内的预设收集能量和预设信道增益用两个独立的一阶平稳马尔
科夫链模型表示；在所述历史时隙内执行所述预设能量分配组合后，预测所述预设时隙内的预设收集能量和预设信道增益，所述历史时隙内的预设收集能量变为预设时隙内的预设收集能量的能量转移概率，和所述历史时隙内的预设信道增益本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种能量分配方法，其特征在于，包括：获取能量收集传感器在目标时隙内的目标状态空间，其中，所述能量收集传感器用于在每个预设时隙内进行能量收集，并消耗上一预设时隙收集的能量进行数据采集和数据传输；在预设能量分配表中查询所述目标时隙内所述目标状态空间对应的目标能量分配组合，其中，所述预设能量分配表记录每个所述预设时隙内每个预设状态空间在满足最大数据吞吐量的情况下对应的预设能量分配组合，所述预设能量分配组合包括一组预设数据采集能量和预设数据传输能量；在所述目标时隙内按照目标数据采集能量进行数据采集，其中，所述目标数据采集能量为所述目标能量分配组合中记录的所述预设数据采集能量；在所述目标时隙内按照目标数据传输能量进行数据传输，其中，所述目标数据传输能量为所述目标能量分配组合中记录的所述预设数据传输能量
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在预设能量分配表中查询所述目标时隙内所述目标状态空间对应的目标数据采集能量和目标数据传输能量之前，所述方法还包括：获取历史时隙内收集到的预设收集能量和预设信道增益，其中，所述历史时隙与所述预设时隙相邻，且所述历史时隙早于所述预设时隙；根据所述历史时隙内的预设数据采集能量
、
预设数据传输能量和预设收集能量，以及电池的预设存储能量和最大存储能量，确定预设时隙内所述电池的预设存储能量；根据所述历史时隙内的预设通信吞吐量，消耗预设数据采集能量进行数据采集的预设采集数据量，数据缓冲器的预设数据存储量和最大数据存储量，确定所述预设时隙内所述数据缓冲器的预设数据存储量，其中，所述预设通信吞吐量根据所述历史时隙内的预设数据传输能量和预设信道增益确定；根据所述预设时隙内所述电池的预设存储能量和所述数据缓冲器的预设数据存储量，以及所述历史时隙内的预设收集能量和预设信道增益，确定所述预设时隙的预设状态空间
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据所述预设时隙内所述电池的预设存储能量和所述数据缓冲器的预设数据存储量，以及所述历史时隙内的预设收集能量和预设信道增益，确定所述预设时隙的预设状态空间之后，所述方法还包括：确定满足所述预设状态空间限制的动作空间集合，其中，所述动作空间集合包括多个动作空间，每个所述动作空间用于记录一组预设数据采集能量和预设数据传输能量；在所述动作空间集合中，确定满足最大数据吞吐量的所述动作空间为与所述预设状态空间对应的所述预设能量分配组合
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述动作空间集合中，确定能够满足最大数据吞吐量的所述动作空间为与所述预设状态空间对应的所述预设能量分配组合包括：检测所述预设状态空间所在的预设时隙是否为末位时隙；在所述预设状态空间所在的预设时隙为所述末位时隙的情况下，根据所述预设状态空间确定末位状态参数，其中，所述末位状态参数包括：所述末位时隙内所述电池的预设存储能量
、
所述数据缓冲器的预设数据存储量
、
预设收集能量和预设信道增益，所述末位时隙内的预设收集能量为零，所述末位时隙内的预设信道增益根据末二位时隙的预设信道增益和
信道增益转移概率确定，所述末二位时隙与所述末位时隙相邻，且所述末二位时隙早于所述末位时隙；将所述末位状态参数作为第一预设模型的模型参数，确定满足最大数据吞吐量的所述动作空间为与所述预设状态空间对应的所述预设能量分配组合，其中，所述第一预设模型为预先利用动态规划算法确定的贝尔曼方程，所述第一预设模型用于表示在所述末位时隙内所述动作空间和最大数据吞吐量的关联关系，所述末位时隙内所述动作空间中的预设数据采集能量为零，所述预设数据传输能量为所述电池的预设存储能量
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述预设状态空间所在的预设时隙不为所述末位时隙的情况下，将所述预设状态空间作为第二预设模型的模型参数，确定第二预设模型，其中，所述第二预设模型为预先利用动态规划算法确定的贝尔曼方程，所述第二预设模型用于在未来时隙的最大数据吞吐量已知的情况下，表示在所述预设时隙内所述动作空间和最大数据吞吐量的关联关系，所述未来时隙与所述预设时隙相邻，且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣祥，刘大伟，
申请(专利权)人：中电信智能网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：