WSN充电服务站点设定方法及充电设备行驶路径规划方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110059848A(43)申请公布日2019.07.26(21)申请号201910167732.2G06Q50/06(2012.01)(22)申请日2019.03.06G06N3/00(2006.01)(71)申请人佛山市顺德区中山大学研究院地址528399广东省佛山市顺德区大良街道办事处云路社区居民委员会南国东路9号申请人广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院中山大学(72)发明人毛莉李中华(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人左恒峰(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)权利要求书2页说明书8页附图8页(54)发明名称WSN充电服务站点设定方法及充电设备行驶路径规划方法(57)摘要本发明公开了一种WSN充电服务站点设定方法及充电设备行驶路径规划方法，通过若干个大小相等的图形将WSN划分成若干个区域，将每个传感器节点分别对应到所属的区域中，并在每个区域中根据传感器节点的位置选取锚节点，利用锚节点作为充电服务站点的设定基准，可以简单、合理地确定充电服务站点的最优位置；而通过人工免疫模型，筛选出移动无线充电设备完成能量补充任务所需总耗能最小的行驶路径，有效地节约了能量资源；另一方面，由于人工免疫模型的多样性和快速的收敛速度，有利于提高行驶路径的优化准确性以及获取效率。CN110059848ACN110059848A权利要求书1/2页1.一种WSN充电服务站点设定方法，其特征在于，包括：利用若干个大小相等的图形将WSN划分成若干个区域；将每个传感器节点分别对应到所属的区域中；在每个区域中根据传感器节点的位置选取锚节点；将充电服务站点设定在与各个锚节点的距离之和最小的位置。2.根据权利要求1所述的一种WSN充电服务站点设定方法，其特征在于，所述将每个传感器节点分别对应到所属的区域中，包括：按顺序对区域进行编号；按照区域的编号顺序，判断WSN中的每一个传感器节点是否位于某一个区域内，将在某一个区域和该区域内的传感器节点对应起来，若传感器节点位于两个相邻区域的边界上，优先将其对应到编号较前的区域。3.根据权利要求1所述的一种WSN充电服务站点设定方法，其特征在于，所述在每个区域中根据传感器节点的位置选取锚节点，包括：若某个区域中不存在传感器节点，则不在该区域内选取锚节点；若某个区域中仅存在一个传感器节点，则锚节点的位置即为该传感器节点的位置；若某个区域中存在两个传感器节点，则锚节点的位置为两个传感器节点的位置的中心点；若某个区域内的传感器节点数量大于两个，则锚节点的位置为该区域的中心点；对每个锚节点进行编号。4.一种应用于权利要求1-3任一所述方法的充电设备行驶路径规划方法，其特征在于，包括：将传感器节点、锚节点和充电服务站点的位置输入到人工免疫模型，筛选出移动无线充电设备完成能量补充任务所需总耗能最小的行驶路径。5.根据权利要求4所述的一种充电设备行驶路径规划方法，其特征在于，所述筛选出移动无线充电设备完成能量补充任务所需总耗能最小的行驶路径，包括：以移动无线充电设备遍历锚节点的路径作为抗体，构建抗体种群；根据移动无线充电设备的剩余能量对抗体种群中的抗体进行检验；获取抗体的适应度；对抗体种群进行克隆操作；通过变异算子对克隆后的抗体种群进行变异操作；在变异后的抗体种群中筛选出适应度较小的抗体；若未达到迭代终止条件，则更新抗体种群，迭代执行以上步骤；若达到迭代终止条件，则输出该适应度较小的抗体。6.根据权利要求5所述的一种充电设备行驶路径规划方法，其特征在于，所述以移动无线充电设备遍历锚节点的路径作为抗体，构建抗体种群，包括：根据锚节点的数量生成一组随机序列，作为一个抗体；生成若干个抗体，将抗体和抗体数量利用矩阵形式表示。7.根据权利要求5所述的一种充电设备行驶路径规划方法，其特征在于，所述根据移动无线充电设备的剩余能量对抗体种群中的抗体进行检验，包括：从行驶路径上的第一个锚节点开始，判断从某个锚节点到下一个锚节点之前移动无线充电设备的剩余能量是否满足行驶到下一个锚节点为其充电并返回充电服务站点，若无线充电设备的剩余能量不足，则返回充电服务站点，进行能量补充。2CN110059848A权利要求书2/2页8.根据权利要求5所述的一种充电设备行驶路径规划方法，其特征在于：利用适应度函数获取抗体的适应度，所述适应度函数为：fit＝Etra+Ech；9.一种装置，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-8任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介