[发明专利]水下传感器网络中基于多AUV的高可用数据收集方法

摘要

本发明公开了一种水下传感器网络中基于多AUV的高可用数据收集方法，构建水下传感器网络模型，多个自主式水下航行器AUV按照预先定义的螺旋轨迹在网络中巡游进行数据收集，定期调整巡游轨迹；节点根据自己的位置以及自主式水下航行器AUV的轨迹计算自己是否在任意一个或者多个自主式水下航行器AUV的收集区域内。收集区域内的节点等待自主式水下航行器AUV到达本节点附近后进行通信，上传数据；收集区域外的节点通过多跳将数据转发到收集区域内的节点中。当自主式水下航行器AUV发生故障时，发现故障的网关节点广播一个控制包并进行故障处理。本发明降低节点的能耗和通信开销，同时保证了网络的高可用。

主权项

1.水下传感器网络中基于多AUV的高可用数据收集方法，其特征在于，包括以下步骤：1)构建水下传感器网络模型，水下传感器网络模型是一个LWH三维区域，网络中包括一个汇聚节点sink、多个自主式水下航行器AUV以及多个传感器节点，汇聚节点sink位于区域表层的中心位置，自主式水下航行器AUV按照预定的螺旋轨迹在网络中运行，在网络的三维区域内以汇聚节点sink为原点、x轴正方向水平向右、z轴正方向垂直向下建立三维柱坐标系，网络中传感器节点与自主式水下航行器AUV时间同步，即传感器节点与自主式水下航行器AUV的时钟保持一致，传感器节点中保存网络参数，根据定位算法得到自己的位置坐标，根据自主式水下航行器AUV的移动参数计算自主式水下航行器AUV的运动轨迹；2)进行网络初始化，将自主式水下航行器AUV的移动参数进行全网通知，计算传感器节点类型，选择数据转发策略，传感器节点构建自己的邻居表，用于数据转发；3)进行数据转发；4)调整自主式水下航行器AUV轨迹，在一次沉浮周期结束，自主式水下航行器AUV上浮到水面后，所有自主式水下航行器AUV移动一个固定的相位，当前时间归0，传感器节点计算下一个沉浮周期所有自主式水下航行器AUV的预定轨迹；5)轨迹调整完成后，传感器节点再次执行节点类型计算过程，构建传感器节点邻居表，然后转至步骤3)；6)网关节点与自主式水下航行器AUV通信失败后进行重传，若重传超过设定次数通信仍然失败，则认为该自主式水下航行器AUV发生故障，重新计算自己的传感器节点类型并根据节点类型转发数据，将发生故障的自主式水下航行器AUV标记为不可用，然后广播自主式水下航行器AUV故障控制包并设置定时器，接收到故障控制包的传感器节点执行与网关节点相同的操作，即判断自己的节点类型、标记不可用自主式水下航行器AUV以及广播自主式水下航行器AUV故障控制包并设置定时器，所有节点在数据传输计算时不再考虑不可用的自主式水下航行器AUV，定时器到期后，将故障自主式水下航行器AUV标记为可用。