[发明专利]一种用于水下无线传感器网络的数据传输方法

说明书

本发明涉及光触媒技术领域，公开了一种用于水下无线传感器网络的数据传输方法，S1、网络部署：包括网络节点，由若干移动的传感器节点和若干固定的水面基站节点组成；S2、水下移动：利用所述传感器节点搭载AUV在水下移动；S3、数据传输操作：利用所述传感器节点和所述水面基站节点相遇，计算所述传感器节点和所述水面基站节点的相遇时间间隔。本发明设计合理，数据传输过程中稳定性好，不仅有效地克服了现有数据传输方法难以在水下移动传感器网络应用的缺陷，而且能够取得较高的投递率和较低的投递延迟，适宜推广。

技术领域

本发明涉及网络数据传输技术领域，尤其涉及一种用于水下无线传感器网络的数据传输方法。

背景技术

水下无线传感网络是将低能耗、通信距离受限的传感器节点部署在指定水域中利用节点的自组织能力自动组网，进而对指定区域内的信息进行采集并完成相应的数据收集和整理。水下传感器网络通过部署在不同位置的传感器节点，可以收集水域各种有机物含量、污染物含量等各类水体质量数据，还可以观察养殖鱼类、浮游生物等生活习性的变化，为水产业提供帮助。

水下无线传感器网络一般由传感器节点，水面基站，和岸基中心组成。根据传感器节点的移动性，通常将水下传感器网络分为固定水下传感器网络和移动水下传感器网络。固定水下传感器网络中传感器节点被锚定在所有节点通过锚定在水底、锚在水下不同深度或者固定于水面浮标的方式进行固定。通过锚和缆绳的约束抵消水流运动影响，使得节点位置确定在特殊的监控区域。移动水下传感器网络中，全部/部分传感器节点通过搭载于自主式水下潜器(AUV)或者自由漂浮具备了一定的移动性，这类传感器网络可以利用传感器节点的移动性来提升系统的灵活性和稳定性，满足大范围、多层次的监控需求。目前移动水下传感器网络已成为水下传感器网络发展的新趋势。

在水下移动传感器网络中，无线传感器节点通过AUV自主移动或随水流自由漂浮，周期性地对水体数据进行监测，然后将监测结果经水面基站传递到岸基服务器，供管理人员使用。与传统水下固定传感器网络中网络节点静止，节点与基站间形成一个多跳的数据传输路径不同，由于水下恶劣的通信环境、稀疏的节点密度、传感器件节点传输距离的限制、和节点的移动性，造成网络拓扑动态变化，在这种动态拓扑下，很难在移动的传感器节点和水面基站间保证一条端到端的连接来完成数据采集与传输。在这样的挑战性网络环境中，节点只能所谓的“存储-携带-转发”的方式来完成数据的采集与投递，即传感器节点不得不暂存自己采集到的数据，等待适当的机会进行数据投递。

虽然目前已有一些数据传输机制能够实现在移动传感器网络中的数据传输，如，Epdemic Routing，Prophet，Message Ferry等，但它们主要是针对地面的移动传感器网络，在水下移动传感器网络中应用却有所欠缺，难以有效完成水下移动传感器网络中的数据采集与传输。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于水下无线传感器网络的数据传输方法。

一种用于水下无线传感器网络的数据传输方法，包括以下步骤：

S1、网络部署：包括网络节点，由若干移动的传感器节点和若干固定的水面基站节点组成；

S2、水下移动：利用所述传感器节点搭载AUV在水下移动；

S3、数据传输操作：利用所述传感器节点和所述水面基站节点相遇，计算所述传感器节点和所述水面基站节点的相遇时间间隔，表示为

S4、估值计算：计算公式表示为

S5、估值偏差计算：计算公式表示为

S6、确定节点相遇时间：计算公式表示为

S7、根据所述传感器节点和所述水面基站节点之间分别更新计算到其他节点直接相遇的概率，依次推导下一次剩余估计相遇时间、剩余估计相遇时间的效用值和相遇频率系数；