边锐锋

（武汉理工大学自动化学院，湖北 武汉430070）

1 引言

在具有充电结构的无线可充电传感器网络[1]（WRSN）中，节点主动监视其自身的剩余能量，当其能量水平低于某个阈值时，向数据中心（DC）发送充电请求。DC对请求节点建立充电调度队列，并将调度发送给移动充电器（MC）从而进行充电服务。为了减少移动充电器在路上的能量消耗，需要合理规划移动充电器的充电路线。路径规划问题属于传统的TSP问题。但是传统TSP算法并不适用于非接触式无线充电的路径规划，未考虑到充电有效圆域的影响。针对上述算法存在的问题，本文通过引入可行充电圆域的概念对传统的TSP算法进行相对应的改进。

2 有线充电设备路径模型

假设在一个WRSN系统中存在N个无线传感器，一个数据中心，一个移动充电器。定义传感器的坐标为：

式（1）中：Si为第i号传感器对应的坐标位置。

当不考虑充电半径R存在的情况下（即为有线充电设备），此问题则变化为传统的TSP问题，则MC的充电路线可表示为二维有限序列：

将MC行驶路程作为优化目标可以得到目标函数如下：

式（3）中：L（Pn）为充电路线Pn对应的总路程；为充电路线中DS对应的二维坐标。

即可得整体优化模型为：

3 无线充电设备的模型建立

3.1 充电半径不重叠

当MC为无线充电设备时，将其无线充电的有效圆域半径标记为R，且假设在此有效距离内充电场的能级不随距离而发生变化，即只要MC位置坐标pm（xm，ym）与传感器i的位置坐标si（xsi，ysi）满足d（pm，si）≤R时，其对传感器i的充电效率就将等于R（ma/s）。……