[发明专利]基于水下无线传感网络的能量平衡和深度控制的路由协议

权利要求书

1.一种基于水下无线传感网络的能量平衡和深度控制的路由协议，其特征在于，包括：

步骤1，网络初始化阶段：

根据传感节点及sink节点的地理位置，分别计算和比较传感节点及其邻居节点与各自相对应最近的sink节点之间的欧氏距离Ds，构建出转发节点候选列表；

步骤2，数据转发阶段：

传感节点收集数据并转发给自己的转发节点，转发节点接收数据包并发送给自身的转发节点，最终传递到sink节点；其中，转发节点选取原则为：首先，每个传感节点从转发节点候选列表中选择具有最小欧氏距离Ds的邻居节点作为其转发节点；之后，选择具有最大剩余能量的邻居节点作为其转发节点；

步骤3，节点替换阶段：

传感节点依据其ID与数据包转发方ID相同的原则，转发数据包并将数据包转发方添加到子节点列表中；当传感节点的能量消耗大于预定的阈值时，该传感节点执行节点替换策略，从子节点列表中选择替换节点并调整其深度以替代该传感节点的转发功能；

节点替换后替换节点的数据流量小于等于节点替换前被替换节点的数据流量，将节点替换后替换节点的数据流量定义为保留数据流量Pr，考虑选择保留数据流量Pr尽可能大的子节点作为替换节点。

2.如权利要求1所述的一种基于水下无线传感网络的能量平衡和深度控制的路由协议，其特征在于，在所述步骤1中，sink节点通过定位系统获得其地理位置并发送给AUV辅助定位系统。

3.如权利要求2所述的一种基于水下无线传感网络的能量平衡和深度控制的路由协议，其特征在于，在所述步骤1中，传感节点使用AUV辅助定位系统和自带的压力传感器来获得各自的地理位置；在AUV辅助定位系统的定位过程中，AUV辅助定位系统不断向传感节点广播sink节点的地理位置。

4.如权利要求3所述的一种基于水下无线传感网络的能量平衡和深度控制的路由协议，其特征在于，在所述步骤1中，传感节点周期性地向其邻居节点广播其自身的信息。

5.如权利要求4所述的一种基于水下无线传感网络的能量平衡和深度控制的路由协议，其特征在于，所述传感节点的自身信息包括传感节点ID、坐标、剩余能量和欧氏距离Ds。

6.如权利要求1所述的一种基于水下无线传感网络的能量平衡和深度控制的路由协议，其特征在于，在所述步骤1中，当传感节点从其邻居节点中接收到广播信息包时，若其邻居节点的欧氏距离Ds小于其自身的欧氏距离Ds，则意味着该邻居节点比其更靠sink节点，传感节点将数据包转发到该邻居节点，同时将该邻居节点的信息记录到转发节点候选列表中。

7.如权利要求1所述的一种基于水下无线传感网络的能量平衡和深度控制的路由协议，其特征在于，在所述步骤2中，每个传感节点使用贪婪转发策略，从转发节点候选列表中选择具有最小Ds的邻居节点作为其转发节点。

8.如权利要求1所述的一种基于水下无线传感网络的能量平衡和深度控制的路由协议，其特征在于，在所述步骤2中，每个传感节点周期性地检查转发节点候选列表中邻居节点的剩余能量。

9.如权利要求1所述的一种基于水下无线传感网络的能量平衡和深度控制的路由协议，其特征在于，在所述步骤2中，数据包将通过多跳的形式传递到sink节点。

10.如权利要求1所述的一种基于水下无线传感网络的能量平衡和深度控制的路由协议，其特征在于，在所述步骤3中，传感节点执行节点替换策略的过程中，在替换节点选择开始时，传感节点向其所有子节点发送请求包，子节点将记录在其子节点列表中的信息发送到传感节点。