CN107977788A - 基于角度特征计算的wrsn充电调度bar_edf算法 - Google Patents
基于角度特征计算的wrsn充电调度bar_edf算法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107977788A CN107977788A CN201711255629.0A CN201711255629A CN107977788A CN 107977788 A CN107977788 A CN 107977788A CN 201711255629 A CN201711255629 A CN 201711255629A CN 107977788 A CN107977788 A CN 107977788A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- angle
- window
- charge path
- walkthrough
- wrsn
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
- G06Q10/06312—Adjustment or analysis of established resource schedule, e.g. resource or task levelling, or dynamic rescheduling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Economics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了基于角度特征计算的WRSN充电调度BAR_EDF算法，包括以下步骤：a）采用EDF算法计算出Nc个待充电传感器的预排充电路径；b）设定一个用于调整局部路段的窗口W的值，从初始位置开始，计算该窗口W内相邻两条局部路段的夹角β，比较夹角β与预设的夹角门限Θ的大小，若小于夹角门限Θ的夹角β的数量K达到或超过可调整门限值M，则对窗口W内的局部路段进行调整并替换预排充电路径中对应的局部路段，替换完成后，或小于夹角门限Θ的夹角β的数量K小于可调整门限值M，将窗口W沿着预排充电路径前移数位；c）重复以上过程，直到对预排充电路径的全部局部路段完成判断，将替换后的充电路径作为最终充电路径。
Description
技术领域
本发明涉及WRSN充电调度，具体涉及基于角度特征计算的WRSN充电调度BAR_EDF算法。
背景技术
能量在WRSN（无线传感器网）中扮演着一个十分重要的角色，电池是无线传感器的主要供电来源，通常及时更换电池较难实现，想要通过更换电池的方式延长传感器的寿命还不现实，而如果WRSN中部分传感器不能及时补充电能将会导致这些传感器电能耗尽而失效，最终整个传感器网络就不能正常传送信息。因此针对WRSN的结点充电问题已经成为研究热点，而在众多充电研究内容又主要集中在移动充电车对传感器充电的路径规划算法方面，好的充电路径规划算法应使传感器网络中有充电需求的传感器尽可能得到及时充电，充电行程短且整个传感器网络生命期长。
目前有多种不同的充电调度策略及算法。L. Fu等人提出一个巢状的旅行推销员路径模型，将最缺电的传感器优先安排在充电路径中，减少移动无线充电器移动的总距离并缩短传感器充电等待平均时间。Ouyang等人提出最近最弱节点优先算法(CWNF)，以特定的及重要的传感器点优先考虑充电以延长网络生命。Y. Slhu等人考虑控制移动式无线充电器的速度来降低移动所花时间。M. Zhao等人利用一个多功能的移动设备依序拜访传感器收集信息并且同时进行无线充电。S. Guo等人同样考虑无线充电和资料收集的策略，优先决定锚的选择策略及拜访的顺序。C.Wang等人将数据收集和无线充电的任务分离，并交给不同型态的移动载具来执行充电任务。各类调度策略中最早会到截止期的任务结点优先（Earliest Deadline First，EDF）策略是最简单直接的调度方法，如果将之用于WRSN的充电路径安排，会让电量最早会到充电截止期的传感器结点优先得到充电服务，然而EDF算法计算出的行走路线通常非最佳，往往会延误掉一些传感器的充电请求，从而缩短了整个感测网的寿命。
发明内容
本发明公开了一种基于角度特征计算的WRSN充电调度BAR_EDF算法，可以解决现有EDF算法计算出的行走路线通常非最佳，导致会延误掉一些传感器的充电请求的问题。
本发明通过以下技术方案实现：
基于角度特征计算的WRSN充电调度BAR_EDF算法，包括以下步骤：
a）采用EDF算法计算出WRSN中Nc个待充电传感器的预排充电路径，相邻两个待充电传感器之间为局部路段；
b）设定一个用于调整局部路段的窗口W的值，该值W∈[4、Nc）；从预排充电路径的初始位置开始，计算该窗口W内相邻两条局部路段的夹角β，比较夹角β与预设的夹角门限Θ的大小，当所有相邻的局部路段间的夹角β比较完毕时，若小于夹角门限Θ的夹角β的数量K达到或超过可调整门限值M，则对窗口W内的局部路段进行调整，用调整后的结果替换预排充电路径中对应的局部路段，替换完成后，或小于夹角门限Θ的夹角β的数量K小于可调整门限值M，将窗口W沿着预排充电路径前移数位；
c）重复判断是否对该窗口W内的局部路段进行调整的过程，直到对预排充电路径的全部局部路段完成判断，将替换后的充电路径作为最终充电路径。
本发明的进一步方案是，对窗口W内的局部路段进行调整的约束条件包括：
Nc<N，0<E d <E t <100%，
其中N表示WRSN中传感器总数，E d 表示待充电传感器电池能量截止期，E t 表示待充电传感器能量门限。
本发明的进一步方案是，窗口W沿着预排充电路径前移数位小于其值。
本发明与现有技术相比的优点在于：
使得WRSN中发出充电需求的传感器及时得到充电的数目增加之外，还通过对相邻局部路段夹角的限制，避免充电路径“往返跑”，有效缩短整个充电路径的距离及到达待充电传感器的时间，及时给与充电，延长传感网整体寿命。
附图说明
图1为实施例的最终充电路径示意图。
图2为实施例的预排充电路径示意图。
具体实施方式
基于角度特征计算的WRSN充电调度BAR_EDF算法，包括以下步骤：
a）WRSN在长度100米、宽度100米的区域中分布有150个传感器，其中30个传感器发出充电请求，采用EDF算法计算出WRSN中30个待充电传感器的预排充电路径，相邻两个待充电传感器之间为局部路段，将30个待充电传感器的局部路段的集合记为Φ 1；
b）设定用于调整局部路段的窗口W的值为6，该值不宜太大，否则会大幅增加数据处理量，影响运算速度；将窗口W内的局部路段的集合记为Φ 2，将对集合Φ 2进行调整后得到的局部路段的集合记为Φ 3，将调整后的30个待充电传感器的局部路段的集合记为Φ 4，初始状态下，Φ 4=Φ 1；
从预排充电路径的初始位置开始，计算集合Φ 2所包含的5条局部路段中每相邻两条局部路段的共计4个夹角β，计算相邻两条局部路段的夹角β是通过建立坐标系，根据各传感器坐标计算局部路段的表达式，进而计算得到相邻两条局部路段的夹角β；比较夹角β与预设的夹角门限Θ的大小，本实施例中预设的夹角门限Θ为90°，当4个夹角β比较完毕时，若小于夹角门限Θ的夹角β的数量K达到或超过可调整门限值M，本实施例中可调整门限值M为2，则对窗口W内的局部路段进行调整，调整的约束条件包括：
Nc<N，0<E d <E t <100%，
其中，Nc表示WRSN中待充电传感器数量，N表示WRSN中传感器总数，E d 表示待充电传感器电池能量截止期，E t 表示待充电传感器能量门限；
将调整后的结果存入集合Φ 3，再用集合Φ 3中的元素替换集合Φ 4中的对应位置元素；替换完成后，或小于夹角门限Θ的夹角β的数量K小于2，将窗口W沿着预排充电路径前移1位；
c）重复判断是否对该窗口W内的局部路段进行调整的过程，直到对预排充电路径的30个局部路段完成判断，将集合Φ 4所表示的充电路径作为最终充电路径。
Claims (3)
1.基于角度特征计算的WRSN充电调度BAR_EDF算法，其特征在于包括以下步骤：
a）采用EDF算法计算出WRSN中Nc个待充电传感器预排充电路径；
b）设定一个用于调整局部路段的窗口W的值，该值∈[4、Nc）；从预排充电路径的初始位置开始，计算该窗口W内相邻两条局部路段的夹角β，比较夹角β与预设的夹角门限Θ的大小，当所有相邻的局部路段间的夹角β比较完毕时，若小于夹角门限Θ的夹角β的数量K达到或超过可调整门限值M，则对窗口W内的局部路段进行调整，用调整后的结果替换预排充电路径中对应的局部路段，替换完成后，或小于夹角门限Θ的夹角β的数量K小于可调整门限值M，将窗口W沿着预排充电路径前移数位；
c）重复判断是否对该窗口W内的局部路段进行调整的过程，直到对预排充电路径的全部局部路段完成判断，将替换后的充电路径作为最终充电路径。
2.如权利要求1所述的基于角度特征计算的WRSN充电调度BAR_EDF算法，其特征在于：对窗口W内的局部路段进行调整的约束条件包括：
Nc<N，0<E d <E t <100%，
其中N表示WRSN中传感器总数，E d 表示待充电传感器电池能量截止期，E t 表示待充电传感器能量门限。
3.如权利要求1所述的基于角度特征计算的WRSN充电调度BAR_EDF算法，其特征在于：窗口W沿着预排充电路径前移数位小于其值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711255629.0A CN107977788A (zh) | 2017-12-03 | 2017-12-03 | 基于角度特征计算的wrsn充电调度bar_edf算法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711255629.0A CN107977788A (zh) | 2017-12-03 | 2017-12-03 | 基于角度特征计算的wrsn充电调度bar_edf算法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107977788A true CN107977788A (zh) | 2018-05-01 |
Family
ID=62008970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711255629.0A Pending CN107977788A (zh) | 2017-12-03 | 2017-12-03 | 基于角度特征计算的wrsn充电调度bar_edf算法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107977788A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113507172A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-15 | 辽宁工业大学 | 基于移动充电车的无线传感器网络节点充电方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1771694A (zh) * | 2003-03-28 | 2006-05-10 | Ibm公司 | 无线ad－hoc网络中的路由 |
| CN102076022A (zh) * | 2010-12-02 | 2011-05-25 | 清华大学 | 无线传感器网络中支持实时传输的势能场路由方法及系统 |
| CN102176149A (zh) * | 2011-02-24 | 2011-09-07 | 浙江工业大学 | 基于无线传感器网络的智能楼宇能耗监测系统 |
| CN106714340A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-24 | 天津工业大学 | 无线可充电移动节点 |
| CN106877437A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-20 | 南京邮电大学 | 一种基于多移动充电器的无线传感器网络能量补充方法 |
-
2017
- 2017-12-03 CN CN201711255629.0A patent/CN107977788A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1771694A (zh) * | 2003-03-28 | 2006-05-10 | Ibm公司 | 无线ad－hoc网络中的路由 |
| CN102076022A (zh) * | 2010-12-02 | 2011-05-25 | 清华大学 | 无线传感器网络中支持实时传输的势能场路由方法及系统 |
| CN102176149A (zh) * | 2011-02-24 | 2011-09-07 | 浙江工业大学 | 基于无线传感器网络的智能楼宇能耗监测系统 |
| CN106714340A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-24 | 天津工业大学 | 无线可充电移动节点 |
| CN106877437A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-20 | 南京邮电大学 | 一种基于多移动充电器的无线传感器网络能量补充方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113507172A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-15 | 辽宁工业大学 | 基于移动充电车的无线传感器网络节点充电方法 |
| CN113507172B (zh) * | 2021-06-23 | 2024-05-10 | 辽宁工业大学 | 基于移动充电车的无线传感器网络节点充电方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105743169B (zh) | 一种云端远程控制电动汽车充电站系统与方法 | |
| CN106887887B (zh) | 一种无线可充电传感网中移动充电车调度方法 | |
| CN108955711A (zh) | 一种应用于电动汽车智能充放电的导航方法 | |
| CN104170208B (zh) | 铁道电力管理装置、铁道电力管理方法及铁道电力管理程序 | |
| CN107657374B (zh) | 一种基于能耗和距离动态变化的按需充电调度方法 | |
| US20150165915A1 (en) | Vehicle charging system | |
| CN107835499A (zh) | 一种WSNs中基于分簇和能量中继的移动充电方法 | |
| CN104734303B (zh) | 电动汽车充电操作的控制方法和装置 | |
| CN108448731A (zh) | 一种协作式无线传感网能量补充方法及其无线传感网 | |
| Ouyang et al. | Importance-different charging scheduling based on matroid theory for wireless rechargeable sensor networks | |
| CN104124724A (zh) | 充电控制装置和方法 | |
| CN101873606B (zh) | 基于固定簇头的无线传感器网络分簇方法 | |
| CN105979488B (zh) | 无线传感器网络中基于区域划分的协同充电算法 | |
| CN113505962A (zh) | 一种考虑完整行程的电动汽车导航与充电预约方法 | |
| EP3633813A1 (en) | Management method and management device | |
| Theodoropoulos et al. | A load balancing control algorithm for EV static and dynamic wireless charging | |
| JP2024028243A (ja) | 分散型エネルギー資源を有する配電ネットワークの制御アーキテクチャ | |
| TW201615454A (zh) | 電動車最佳化充電排程系統 | |
| CN107221965A (zh) | 一种基于分布式设计的日前计划计算方法 | |
| CN116645124B (zh) | 一种考虑用户有限理性和市场监管的充电站动态定价方法 | |
| CN107977788A (zh) | 基于角度特征计算的wrsn充电调度bar_edf算法 | |
| CN114583728A (zh) | 用于规划充电基础设施和供电网之间的功率交换的方法 | |
| Li et al. | Predicting-scheduling-tracking: Charging nodes with non-deterministic mobility | |
| CN107437129A (zh) | 预约单处理方法及服务器 | |
| Tomar et al. | An efficient scheme for on-demand energy replenishment in wireless rechargeable sensor networks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180501 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |