[0031] 以下结合附图对本发明作进一步的说明。
[0032] 在本发明实施过程中，无线传感器节点集合N随机分布于X×Y平方米的二维区域内，且其位置在部署后固定不变。每个传感器节点i由可充电电池供电，其能量消耗率为ci。在该区域中部署m个充电节点，其中每个充电节点hj负责为一组传感器节点Nj充电。
[0033] 所有充电节点都有相同的有效充电半径R，即只有在充电节点半径范围R以内的传感器节点才可能被其充电。充电节点hj其对其有效充电半径内的传感器节点i的充电率为Ei,j，其由i和hj之间的距离决定。为了向传感器节点提供持续性的能量补充，任一充电节点hj对其负责的每一个传感器节点进行周期性的充电。
[0034] 本发明在网格化传感器节点所分布区域的基础上，选择最优网格点作为部署下一个充电节点的位置，直到所有传感器节点均被充电，其步骤如下：
[0035] Step 101：记传感器节点集合为N，将其所分布的二维区域分割成s×s大小的网格；
[0036] Step 102：初始化未被充电的传感器节点集合N’=N，充电节点集合H为空集；
[0037] Step 103：遍历所有网格点，选择最优的网格点作为部署下一个充电节点hj的位置，并记由其负责充电的传感器节点子集合为Nj；
[0038] Step 104：令H=H+{hj}，N’=N’-Nj；
[0039] Step 105：若N’不为空集，返回Step 103，否则结束充电节点部署，H即为可为全部传感器节点N进行充电的充电节点集合；
[0040] 所述的Step 103选择最优的网格点作为部署下一个充电节点hj的位置，若在某个网格点部署充电节点，在该充电节点充电负荷不超过可调度充电负荷上界的情况下，其负责充电的传感器节点数目最大，则选择此网格点作为该充电节点的部署位置，其步骤如下：
[0041] Step 201: 初始化充电节点hj所负责充电的传感器节点子集合Nj为空集，所负责充电的传感器节点数numj=0，充电节点充电负荷Uj=0；
[0042] Step 202: 取未访问过的网格点(x, y)，在该位置放置充电节点hj，其中x,y分别是该网格点在传感器节点所分布的二维区域中的横坐标和纵坐标；
[0043] Step 203: 令hj在(x, y)位置所能负责充电的传感器节点子集合Nj’为空集；
[0044] Step 204: 将所有与hj之间的距离不大于有效充电半径R的传感器节点加入集合Nj’；
[0045] Step 205: 计算充电节点充电负荷Uj’为集合Nj’中所有传感器节点的Ui之和，Ui=ci/Ei,j为对单个传感器节点ni的充电负荷，其中，ci为传感器节点ni的能量消耗率，Ei,j为传感器节点ni被充电节点hj充电时的充电率；
[0046] Step 206: 令单个充电节点可调度充电负荷上界为Uj*，若Uj’大于Uj*，则将Nj’中Ui值最大的传感器节点移除，并跳转Step 205；否则执行Step 207；
[0047] Step 207: 若Nj’中的传感器节点数大于numj，或其等于numj且Uj’小于Uj，则记录(x, y)为当前最优位置，并令numj等于Nj’中的传感器节点数，Nj等于Nj’；
[0048] Step 208: 若存在未访问过的网格点，则返回Step 202；
[0049] Step 209: 返回当前最优位置为部署充电节点hj的最优位置，且Nj为其所负责充电的传感器节点子集合。
[0050] 作为一种优选，所述的Step 206中单个充电节点可调度充电负荷上界与充电节点具体使用的充电顺序调度方法有关。当使用单调速率调度算法时，该上界为num（j 21/numj-1）；当使用最早截止期优先（EDF）调度算法时，该上界为1。
[0051] 实施例：对图2所示无线传感器网络进行非接触式充电节点部署。
[0052] 图2所示为分布在40×40平方米区域内的无线传感器网络，传感器节点集合N包含10个Telosb传感器节点，其能量消耗率及所在位置分别为：
[0053]
[0054] 充电节点的有效充电半径R为8.5米。任一充电节点hj其对任一有效充电半径内的传感器节点ni的充电率随着两者间的距离增大而减小，关系函数为Ei,j=10×1.1522-Disti,j-21.1498瓦，其中Disti,j为hj与ni的距离。实施流程图如图1所示。
[0055] 首先，按 Step 101将传感器网络节点集合N所分布的二维区域分割成8米×8米大小的网格，共25个网格；按Step 102，初始化未被充电的传感器节点集合N’=N={n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7, n8, n9, n10}，充电节点集合H为空集；
[0056] 其次，按Step 103遍历所有网格点以选择最优的网格点作为部署充电节点的位置。先选择第一个充电节点h1的位置，步骤如Step 201 - Step 209，所得最佳位置为(8,24)，负责充电的传感器节点子集N1包含n3, n4, n6；
[0057] 按Step 104，由于目前充电节点集合H为空集，因此令H=H+{h1}={h1}，N’=N’-N1={n1, n2, n5, n7, n8, n9, n10}；
[0058] 按Step 105，由于N’不为空集，返回Step 103，继续寻找下一个充电节点h2的位置，步骤如Step 201 - Step 209，所得最佳位置为(24,16)，负责充电的传感器节点子集N2包含n1, n7, n9；
[0059] 按Step 104，令H=H+{h2}={h1, h2}，N’=N’-N2={n2, n5, n8, n10}；
[0060] 按Step 105，由于N’不为空集，返回Step 103，继续寻找下一个充电节点h3的位置，步骤如Step 201 - Step 209，所得最佳位置为(16,32)，负责充电的传感器节点子集N3包含n8, n10；
[0061] 按Step 104，令H=H+{h3}={h1, h2, h3}，N’=N’-N3={n2, n5}；
[0062] 按Step 105，由于N’不为空集，返回Step 103，继续寻找下一个充电节点h4的位置，步骤如Step 201 - Step 209，所得最佳位置为(16,8)，负责充电的传感器节点子集N4包含n2, n5；
[0063] 按Step 104，令H=H+{h4}={h1, h2, h3, h4}，N’=N’-N4=空集；
[0064] 按Step 105，由于N’为空集，结束充电节点部署，H即为可为全部传感器节点N进行充电的充电节点集合。
[0065] 最终充电节点部署如图3所示，详细结果如下表所示，共需4个充电节点：
[0066]充电节点 h1 h2 h3 h4
所在位置 (8,24) (24,16) (16,32) (16,8)
包含传感器节点 n3, n4, n6 n1, n7, n9 n8, n10 n2, n5
[0067] 对比例：对图2所示无线传感器网络进行充电节点的随机部署。步骤同Step 101 - Step105，但在Step 103选择最优的网格点作为部署下一个充电节点hj的位置时，随机选择hj的(x, y)坐标。
[0068] 最终充电节点部署如图4所示，详细结果如下表所示，共需5个充电节点：
[0069]充电节点 h1 h2 h3 h4 h5
所在位置 (11.27, 36.01) (26.78, 18.24) (11.59, 21.03) (28.50, 3.92) (21.91, 10.08)包含传感器节点 n10 n1, n7, n9 n3, n4, n6, n8 n2 n5
[0070] 通过实施例和对比例比较两种方法，本发明方法所需的充电节点数比随机部署方法少。
[0071] 验证例：下面根据2个可调参数的不同设置而随机生成传感器网络测试集合，就本发明的充电节点部署方法与充电节点随机部署方法进行分析对比。
[0072] ⑴传感器节点数量num：可取值为50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150个；
[0073] ⑵充电节点的有效充电半径R：可取值为8、12、16米。
[0074] 对上述两个可调参数不同设置的搭配，共生成33组测试集合，对每一组随机生成30个传感器网络节点集合。经测试的传感器网络节点集合数共为990个。结果显示，本发明相比于随机部署方法，在平均情况下可减少使用充电节点数30%左右。
[0075] 生成的传感器网络节点集合随机分布在100×100平方米的区域内，网格大小为10米×10米，任一充电节点hj其对任一有效充电半径内的传感器节点ni的充电率与两者间距离Disti,j的关系函数为Ei,j=20×1.1522-Disti,j-21.1498瓦。
[0076] 对每一个传感器网络节点集合，我们分别使用本发明的充电节点部署方法与充电节点随机部署方法进行充电节点部署，并比较各自所需使用的充电节点数量。
[0077] 首先，比较有效充电半径R=8米时，不同传感器节点数量num对本发明方法和随机部署方法的影响，结果如图5所示。对两种方法，所需使用的充电节点数量均随传感器节点数量增加而增加。但本发明方法所需使用的充电节点数量少于随机部署方法，平均减少33.8%-40%。
[0078] 接着，比较有效充电半径R=12米时，不同传感器节点数量num对本发明方法和随机部署方法的影响，结果如图6所示。同样地，对两种方法，所需使用的充电节点数量均随传感器节点数量增加而增加，且本发明方法所需使用的充电节点数量比随机部署方法平均少31.5%-42%。另外，在有效充电半径增大为12米时，两种方法需使用的充电节点数量都少于有效充电半径为8米的情况。
[0079] 最后，比较有效充电半径R=16米时，不同传感器节点数量num对本发明方法和随机部署方法的影响，结果如图7所示。本发明方法所需使用的充电节点数量比随机部署方法平均少17.3%-43.6%。
