【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于读写器部署领域，具体涉及用于无人机智能机库的读写器部署方法及系统。
技术介绍
1、无人机技术近年来在民用和军事领域均取得了显著进展，目前部分电力公司利用无人机对电力线路、变电站等进行巡检，及时发现和处理潜在的安全隐患，提高电力系统的稳定性和安全性，同时在不同的数据采集站点建立了用于存储无人机的无人机智能机库。
2、现有技术中无人机智能机库中配置有射频识别系统，射频识别系统通常由读写器和电子标签组成。通过无线电波识别和追踪带有电子标签的无人机，实现了无人机信息的自动化和实时化管理。
3、然而，射频识别读写器和标签的通信范围存在差异，导致信号覆盖不均匀，某些区域可能存在盲区；缺乏有效的部署策略，可能导致读写器数量过多，造成资源浪费。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于无人机智能机库的读写器部署方法及系统，通过综合考虑覆盖率和负载平衡因素，实现更高效、更精确的读写器部署。
2、为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、本专利技术第一方面提供了一种用于无人机智能机库的读写器部署方法，包括：
4、对智能机库进行环境映射创建射频识别虚拟模型；对射频识别虚拟模型进行识别获取智能机库中无人机的电子标签位置；
5、基于电子标签位置和读写器初始位置计算标签覆盖率和读写器负载，基于标签覆盖率和读写器负载构建读写器部署优化函数；
6、利用粒子群算法和遗传算法对读写器部署优化函数进行求解的过程
7、随机生成粒子群的初始位置和速度，粒子代表为读写器部署方案，寻找粒子群中的全局最优解；利用全局最优解更新读写器部署方案的历史最优解；
8、基于历史最优解迭代更新粒子的速度和位置，根据迭代次数选择性对粒子群进行交叉操作和变异操作，重新寻找粒子群中的全局最优解；重复迭代直至达到最大迭代次数输出读写器最优部署策略。
9、进一步的，根据迭代次数选择性对粒子群进行交叉操作和变异操作，包括：
10、判断粒子群的迭代次数是否小于设定阈值；
11、当粒子群的迭代次数小于设定阈值，在基于历史最优解迭代更新粒子的速度和位置后，对粒子群进行交叉操作和变异操作，重新寻找粒子群中的全局最优解；
12、当粒子群的迭代次数大于或等于设定阈值，在基于历史最优解迭代更新粒子的速度和位置后，直接寻找粒子群中的全局最优解。
13、进一步的，基于标签覆盖率和读写器负载构建读写器部署优化函数，包括：
14、；
15、；
16、公式中，表示为读写器部署的综合评价参数，表示为标签覆盖率；表示为读写器负载；表示为标签覆盖率的权重；表示为读写器负载的权重。
17、进一步的，基于电子标签位置和读写器初始位置计算标签覆盖率，包括：
18、电子标签位置和读写器初始位置计算电子标签和读写器之间的距离，根据距离计算电子标签的覆盖率，表达公式为：
19、；
20、；
21、；
22、公式中，表示为第i个电子标签的覆盖率；表示为射频覆盖第i个电子标签的读写器数量；表示为第i个电子标签和第j个读写器之间的距离；表示为读写器射频覆盖范围的距离；表示为第j个读写器；n表示为读写器集合；m表示为智能机库中读写器数量。
23、进一步的，基于电子标签位置和读写器初始位置计算读写器负载，包括：
24、；
25、公式中，n表示为智能机库中电子标签数量；表示为读取第i个电子标签的读写器。
26、进一步的，对粒子群进行交叉操作，包括：
27、从粒子群中随机选择两个粒子作为交叉操作的父代粒子，分别记为父代粒子和父代粒子；
28、对父代粒子和父代粒子进行交叉操作获得子代粒子，表达公式为：
29、；
30、公式中，为[0,1]中的随机数；和表示为子代粒子；
31、重复对粒子群进行交叉操作，直至交叉操作生成的子代粒子与粒子群中粒子总数量的比例达到预设的交叉概率pc。
32、进一步的，对粒子群进行变异操作，包括：
33、从粒子群中随机选择g个粒子作为变异操作的初代粒子，对初代粒子进行变异操作获得变异粒子，表达公式为：
34、；
35、；
36、公式中，表示为初代粒子的位置；表示为变异粒子的位置；表示为位置变异量；表示为初代粒子的速度；表示为变异粒子的速度；表示为速度变异量；
37、重复对粒子群进行变异操作，直至变异粒子与粒子群中粒子总数量的比例达到预设的变异概率pm。
38、本专利技术第二方面提供了一种用于无人机智能机库的读写器部署系统，其特征在于，包括：
39、映射模块，对智能机库进行环境映射创建射频识别虚拟模型；对射频识别虚拟模型进行识别获取智能机库中无人机的电子标签位置；
40、处理分析模块，基于电子标签位置和读写器初始位置计算标签覆盖率和读写器负载，基于标签覆盖率和读写器负载构建读写器部署优化函数；
41、优化求解模块，用于随机生成粒子群的初始位置和速度，粒子代表为读写器部署方案，寻找粒子群中的全局最优解；利用全局最优解更新读写器部署方案的历史最优解；基于历史最优解迭代更新粒子的速度和位置，根据迭代次数选择性对粒子群进行交叉操作和变异操作，
42、输出模块，用于重新寻找粒子群中的全局最优解；重复迭代直至达到最大迭代次数输出读写器最优部署策略。
43、进一步的，电子标签包括标签电源、高频接口、微控制器、第一eeprom存储器和ram存储器；标签电源与第一eeprom存储器电性连接，第一eeprom存储器和ram存储器电性连接于微控制器，所述微控制器通过高频接口与标签天线电性连接。
44、进一步的，读写器包括逻辑控制单元；所述逻辑控制单元电性连接有第二eeprom存储器和rom存储器；所述第二eeprom存储器电性连接电压调节器；解调器电性连接至所述逻辑控制单元；所述逻辑控制单元通过调制器与读写器天线电性连接。
45、第三方面本专利技术提供了电子设备，包括存储介质和处理器；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行本专利技术第一方面所述的读写器部署方法。
46、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
47、本专利技术基于电子标签位置和读写器初始位置计算标签覆盖率和读写器负载，基于标签覆盖率和读写器负载构建读写器部署优化函数；考虑了读写器之间的负载平衡，避免部分读写器过载而其他读写器空闲，从而提高了读写器部署的可靠性。
48、本专利技术利用粒子群算法和遗传算法对读写器部署优化函数进行求解，获得读写器最优部署策略；在迭代初期通过交叉和变异操作防止粒子群陷入局部最优解，而在迭代后期则通过减少这些操作来保证解的稳定性和收敛性；结合了遗传算法本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于无人机智能机库的读写器部署方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的读写器部署方法，其特征在于，根据迭代次数选择性对粒子群进行交叉操作和变异操作，包括：
3.根据权利要求1所述的读写器部署方法，其特征在于，基于标签覆盖率和读写器负载构建读写器部署优化函数，包括：
4.根据权利要求3所述的读写器部署方法，其特征在于，基于电子标签位置和读写器初始位置计算标签覆盖率，包括：
5.根据权利要求3所述的读写器部署方法，其特征在于，基于电子标签位置和读写器初始位置计算读写器负载，包括：
6.根据权利要求1或2所述的读写器部署方法，其特征在于，对粒子群进行交叉操作，包括：
7.根据权利要求1或2所述的读写器部署方法，其特征在于，对粒子群进行变异操作，包括：
8.一种用于无人机智能机库的读写器部署系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的读写器部署系统，其特征在于，电子标签包括标签电源、高频接口、微控制器、第一EEPROM存储器和RAM存储器；标签电源与第一EEPROM存储
10.一种电子设备，包括存储介质和处理器；所述存储介质用于存储指令；其特征在于，所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行权利要求1至7任一项所述的读写器部署方法。
...【技术特征摘要】
1.一种用于无人机智能机库的读写器部署方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的读写器部署方法，其特征在于，根据迭代次数选择性对粒子群进行交叉操作和变异操作，包括：
3.根据权利要求1所述的读写器部署方法，其特征在于，基于标签覆盖率和读写器负载构建读写器部署优化函数，包括：
4.根据权利要求3所述的读写器部署方法，其特征在于，基于电子标签位置和读写器初始位置计算标签覆盖率，包括：
5.根据权利要求3所述的读写器部署方法，其特征在于，基于电子标签位置和读写器初始位置计算读写器负载，包括：
6.根据权利要求1或2所述的读写器部署方法，其特征在于，对粒子群进行交叉操作，包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐一铭，黄郑，杜彪，霍丹江，顾徐，朱洁，黄涛，王成庆，王子涵，单华，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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