[发明专利]一种面向水中机器人的水下通信方法

摘要

本发明提出了一种面向水中机器人的水下通信方法，包括：建立面向水中机器人的水下通信网络拓扑结构和水下通信网络协议；基于上述面向水中机器人的水下通信网络拓扑结构和水下通信网络协议，利用水下通信网络信道检测设备，检测水中机器人之间的通信是否存在电场信号；当有水中机器人请求发送数据时，基于载波监听多点接入碰撞检测协议设计的水下电场通信数据链路层，在此之前检测信道闲忙，在确定信道空闲后，及时发送数据；如果信道繁忙，则进入随机退避过程，随机退避过程采用截断二进制指数退避算法设计。本发明具有可靠性高，检测信道闲忙准确、增减结点方便，通信干扰少，环境适应性好、体积紧凑等优点。

主权项

1.一种面向水中机器人的水下通信方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，建立面向水中机器人的水下通信网络拓扑结构和水下通信网络协议，其中，所述水下通信网络拓扑结构采用分布式设计，所述水下通信网络协议采用分层设计，包括：物理层、数据链路层和应用层，所述数据链路层包括介质访问控制协议，所述介质访问控制协议用于合理分配水下电场通信信道资源，数据链路层负责在水中机器人之间的链路上传送以帧为单位的数据，分配信道资源，在发送端，数据链路层负责将应用层的数据和指令封装成带有首部和尾部的帧，保证数据通过通信网络成功地发送到目的地；在接收端，数据链路层负责把物理层接收到的二进制数据重新组装成帧，并上交给应用层；步骤S2，基于上述面向水中机器人的水下通信网络拓扑结构和水下通信网络协议，利用水下通信网络信道检测设备，检测水中机器人之间的通信是否存在电场信号，以根据检测结果判断信道状态，以实现信道的监听；步骤S3，当有所述水中机器人请求发送数据时，基于载波监听多点接入碰撞检测协议设计的水下电场通信数据链路层，在此之前检测信道状态，在确定信道空闲后，及时发送数据；若信道繁忙，则进入随机退避过程；步骤S4，如果信道繁忙，则进入随机退避过程，所述随机退避过程采用截断二进制指数退避算法设计，其中，等待发送的结点在信道空闲后，退避一个随机的时间后发送，以减小各结点发送数据时出现碰撞的概率。