[发明专利]一种基于深度调节的水声传感器网络节点部署方法

权利要求书

1.一种基于深度调节的水声传感器网络节点部署方法，包括下列的步骤：

(1)在监测区域的水面上播撒n个传感器节点，这些传感器节点都装配带有绳索的浮标，能够通过改变绳索的长度来控制节点下沉的深度；N个水面网关节点被部署在水面上；

(2)第一阶段，将水面上的所有传感器节点自适应地分成不同的组：首先要从所有传感器节点中选出每个节点组的中心，这些中心节点被称为首领节点；每个传感器节点广播一个包含自身ID和水平坐标的hello包，网关节点利用汇集到的所有传感器节点的坐标信息构建Voronoi图；接着网关节点根据每个传感器节点对应多边形面积的降序顺序为所有传感器节点重新分配ID，对应多边形面积最大的传感器节点重新分配的ID为1，这个节点被选为第一个首领节点；首领节点之间应该不低于设定的距离阈值其中R_s为传感器节点感知半径；与已选首领节点距离小于距离阈值的其余传感器节点会从首领节点候选范围中排除；候选范围中的传感器节点按照ID从小到大的顺序依次确定自身为首领节点，并将与当前传感器节点间隔小于距离阈值的所有邻节点从候选范围中排除，直至所有传感器节点被遍历；所有首领节点被选取完成后，向周围节点广播包含分组请求包，其余传感器节点选择最先收到的请求包对应的首领节点，加入以该首领节点为中心的节点组中；

(3)第二阶段，将覆盖重叠过大的传感器节点分离到不同深度，为每个传感器节点初步分配一个粗略的深度：所有传感器节点按照深度自上而下自适应地分层，需要保证同一层中节点之间的距离不低于阈值，以减少同一层节点间的覆盖重叠；每个节点将获得一个层标号LID，如果LID越大，节点需要下沉的深度就越大；所有首领节点的LID被初始化为1，其余传感器节点的LID被初始化为0；每个首领节点通过向周围广播包含本身LID的包来启动层标号分配过程，传感器节点N_i在确定自身层标号时，首先确定周围与其自身间隔小于距离阈值的传感器节点集合M(i)；N_i的层标号不等于M(i)中任何传感器节点的LID，选取符合此要求的最小正整数作为

(4)第三阶段，计算出每个传感器节点的具体深度值，并让节点下沉到指定深度：所有首领节点留在水面上，深度设置为0；当所有传感器节点都获得了各自的层标号后，首领节点启动深度计算过程；对于任意非首领节点N_i，其层标号记为在层标号等于的所有传感器节点中，与N_i的欧氏距离最近的传感器节点称为N_i的上层节点，记为U_i；N_i深度计算公式为：其中(N_i.x,N_i.y,N_i.z)为传感器节点N_i的三维坐标，(U_i.x,U_i.y,U_i.z)为上层节点U_i的三维坐标；若计算得到的深度超过了网络场景的最大深度H，则将N_i.z置为0；当所有传感器节点的深度都已经计算完成，首领节点启动下沉过程，所有节点下沉到指定的深度位置。