[发明专利]一种生物友好的定向水下网络路由方法

摘要

发明涉及一种生物友好的定向水下网络路由方法，包括：建立2D水声传感器网络，在此网络中，所有传感器节点可以获得自身以及邻节点的地理位置信息；源节点S向目的节点D转发数据包的过程中，如果感知到向量穿过生物‑节点干扰区域，则需要采取绕路路由策略；将2D水声传感器网络划分为L×L个2D网格，在2D网格区域中，定义各个网格节点的坐标，当生物‑节点干扰区域确定后，找出该区域在网格中的坐标范围；将数据包转发到最靠近干扰区域边界点时，采取绕路路由策略。本发明可以节约传感器节点能耗，同时实现生物与传感器节点的和谐共存，提高水传感器网络的通信效率与质量。

主权项

1.一种生物友好的定向水下网络路由方法，包括下列步骤：步骤一：建立2D水声传感器网络，在此网络中，所有传感器节点可以获得自身以及邻节点的地理位置信息，根据源节点S发送功率范围，将可作为源节点下一跳节点的邻节点组成的节点的集合定义为集合E，集合E中所有邻节点均在一个以S为圆心，分别以S到最近的可接收数据包邻节点A的距离r和S到最远的可接收数据包邻节点F的距离R为半径所组成的圆环W内，对集合E中的传感器节点M计算传感器节点的偏离角度∠MSD，使得∠MSD最小的节点M作为下一跳节点，源节点S即可定向单播数据包信息给M，数据包信息完整接收后，继续按照此方式转发至下一跳节点，D为目的节点；步骤二：源节点S向目的节点D转发数据包的过程中，如果感知到向量穿过生物‑节点干扰区域，则需要采取绕路路由策略；生物‑节点干扰区域的确定方法如下：首先需要通过认知技术确定海洋哺乳动物的位置信息以及其发声信息，得到海洋哺乳动物的位置及其发声范围半径R₁，同时感知海洋哺乳动物周边节点的功率信息得知此海洋哺乳动物发声范围半径R₂，则定义以海洋哺乳动物为圆心，以R₁₊R₂为半径的圆形区域为生物‑节点干扰区域，该区域中的传感器节点在生物发声过程中全部处于休眠状态；步骤三：将2D水声传感器网络划分为L×L个2D网格，在2D网格区域中，定义各个网格节点的坐标，当生物‑节点干扰区域确定后，找出该区域在网格中的坐标范围；如果在生物‑节点干扰区域坐标范围内仍然存在不在生物‑节点干扰区域传感器节点，则将其定为生物‑节点干扰区域候选边界点，同时将该候选边界点两个垂直方向上的候选边界点定义为普通传感器节点，最终将查找到的候选边界点定义为生物‑节点干扰区域的边界点；由边界点组成的结合定义为集合B，设置边界初始点，按照右手规则，向其相邻的边界点转发包含各边界点的位置信息的HBP包；当邻节点收到HBP包后，将自身节点信息及位置信息插入HBP中，继续转发给下一个边界点；步骤四：按照步骤一的方法将数据包转发到最靠近向量的干扰区域边界点B₁，此时，过生物‑节点干扰区域的圆心做边界点B₁到目的节点D向量的垂线，交向量于点V，交生物‑节点干扰区域于点B₂和点B₃，如果VB₂<VB₃，则向B₂方向转发，否则，向B₃方向转发，最后由B₂或B₃按照步骤一的方法转发至目的节点D。