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申请/专利权人：武汉科技大学;武汉凌久微电子有限公司

摘要：本发明提供一种无线可充电传感器网络的多MC充电方法，包括网络分区算法、基于边缘合作的邻域MC协同充电机制以及路径优化和部分充电算法。本发明通过网络分区算法，建立起大规模WRSNs的分布式调度结构，提高了大规模WRSNs下的多MC协同调度的灵活性，降低了低能量节点的充电延迟和网络中的节点死亡率；通过建立基于边缘合作的邻域MC协同充电机制，降低了边缘节点和邻域成员节点的充电等待时间和网络中的节点死亡率；通过路径优化和部分充电算法，解决了能源分离的MC设备在双能量约束下的挑战，优化了MC充电路径长度，提高了高能量紧急度的请求节点的充电优先级，实现了充电能量的合理分配，降低了节点死亡率。

主权项：1.一种无线可充电传感器网络的多MC充电方法，其特征在于，包括：步骤S1，基于聚类算法，将大规模无线可充电传感器网络WRSNs分割成若干小规模的充电子域，并利用簇调整算子调整各充电子域的节点负载，构建大规模无线可充电传感器网络WRSNs的分布式调度结构，其中，每一个充电子域的簇心位置分别部署一个充电站和一台移动充电设备MC；步骤S2，确定每一个充电子域中的成员节点和边缘节点，并建立基于边缘合作的邻域MC协同充电机制，得到每一个充电子域中的MC的充电请求池，所述充电请求池中包括接受充电请求的所有请求节点，所述边缘合作的邻域MC协同充电机制是指充电子域中的MC接收本充电子域中的成员节点和邻域的边缘节点的充电请求；步骤S3，对于任一个充电子域的MC对应的充电请求池，规划所有任务节点的充电路径和充电能量分配方案，形成每一个充电子域的充电计划，所述任务节点是指充电请求池中需要充电的节点；步骤S4，所述任一个充电子域中的MC根据所述充电路径和所述充电能量分配方案对各任务节点进行本轮充电；所述步骤S3中的充电计划Ω包括MC的充电路径Rmc和路径任务节点的充电能量分配方案Pmc，即Ω＝{Rmc,Pmc}；步骤S3，对于任一个充电子域，规划所有任务节点的充电路径和充电能量分配方案，形成每一个充电子域的充电计划，包括：步骤S3.1，对于充电子域Rk，其MCk的充电请求池表示为计算RPk中每一个节点si的能量紧急度ωi；步骤S3.2，根据RPk中每一个节点si的能量紧急度ωi，基于节点插入算子和2-opt全邻域搜索法，确定RPk中的各任务节点的充电路径；步骤S3.3，根据各任务节点的基本充电能量和MCk剩余的可支配充电能量对各个任务节点进行充电能量分配，得到各个任务节点的充电能量分配方案；所述步骤S3.1中计算RPk中每一个节点si的能量紧急度ωi，包括：计算节点si的剩余能量因子fRE,i为： 其中，Emax为RPk中请求节点的剩余能量最大值，Ei表示节点si的剩余能量；计算节点si的能量消耗率因子fECR,i为： 其中，为节点si的平均能量消耗率，为请求池中最大的平均能量消耗率，其中： 其中，为本轮充电调度πr中节点si的请求时刻，而为节点si在上一轮充电调度πr-1的充电结束时间，在初始阶段，且在非初始阶段，根据下式推算对于上一轮充电调度中的 其中，表示节点si的充电开始时间，tq,q+1表示MC从节点sq运动到节点sq+1所需要的运动时间，τi表示节点si的充电持续时间，表示MC的调度开始时间，dq,q+1表示节点sq和节点sq+1之间的距离，v表示MC的运动速度，pq+1表示MC为节点sq+1部分充电的总能量，pc为MC的无线充电效率；节点si的能量紧急度ωi为：

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