[发明专利]水下传感器网络中基于AUV位置预测的数据收集方法

摘要

本发明公开了一种水下传感器网络中基于AUV位置预测的数据收集方法，包括：AUV按照预先定义的螺旋轨迹在网络中巡游进行数据收集且轨迹会进行调整，这个螺旋轨迹可以分解成水平方向上的圆周运动与垂直方向的匀速直线运动，节点根据自己的位置以及AUV的轨迹计算自己是否在AUV的收集区域内，在收集区域内的节点等待AUV到达本节点附近后进行通信，收集区域外的节点通过多跳将数据转发到收集区域内。本发明支持AUV巡游网络进行数据收集，降低了节点的能量消耗，AUV在巡游网络的时候不需要广播控制包，降低了通信开销。

主权项

水下传感器网络中基于AUV位置预测的数据收集方法，其特征在于，包括以下步骤：1)构建水下传感器网络模型，所述水下传感器网络模型是一个L·W·H的三维区域，网络中包括一个sink节点，一个AUV以及多个传感器节点，sink节点位于表层的中心位置，AUV按照预定的螺旋轨迹在网络中运行，传感器节点可根据定位算法得到自己的位置，节点知道网络的参数；在网络的三维区域内，以sink节点为原点，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；2)进行网络初始化，具体为，sink节点将AUV的移动参数对全网进行广播，直接收到sink节点数据的节点将自己标记为直接送达节点，直接送达节点的数据将直接转发给sink节点，节点在收到AUV的移动参数之后通过AUV的移动参数计算自己在当前沉浮周期内是否在AUV的收集区域内，在AUV收集区域内的节点称为网关节点，然后节点广播一个控制包；3)构建邻居表，在节点需要发送信息的时候根据邻居表贪婪地选择下一跳的邻居节点，在节点收到邻居节点广播的控制包以后，将邻居节点ID，邻居节点坐标记录在邻居表中，如果节点的能量下降到一定的阈值，则告知邻居节点在邻居表中将它删除；4)进行数据转发，当节点有数据需要发送时，节点先检查自己是否为直接送达节点，如果是，则直接将数据转发给sink节点；如果节点不是直接送达节点，则检查节点是否为网关节点，如果节点是网关节点，则等待AUV到达本节点的安全距离之内后将数据发送给AUV；如果节点既不是直接送达节点，又不是网关节点，则计算AUV到达本深度时AUV所处的位置，在邻居表中选择一个距这个位置最近的节点作为下一跳邻居节点，然后将数据发送到该邻居节点；邻居节点在收到数据后继续执行数据转发工作；5)调整AUV轨迹，在上浮到水面后，AUV移动一个固定的相位，由于AUV的移动参数中包括了AUV轨迹调整的时间，因此节点根据当前时间可计算出沉浮周期开始的时间，沉浮周期结束的时间，相位调整结束的时间。