水下傳感網(wǎng)絡(luò)框架下的移動(dòng)數(shù)據(jù)采集和傳輸技術(shù)研究.pdf

1、隨著人們對(duì)海洋科學(xué)研究和商業(yè)開發(fā)興趣的日益增加，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)水聲通信技術(shù)的不斷進(jìn)步和自主水下航行器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，水下傳感網(wǎng)絡(luò)正成為海洋研究中的熱點(diǎn)。利用水下傳感網(wǎng)絡(luò)，快速、有效地獲取海洋環(huán)境變化的信息參數(shù)，對(duì)于開發(fā)海洋和研究海洋具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文在面向環(huán)境監(jiān)測(cè)的水下傳感網(wǎng)絡(luò)的框架下，以自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle，AUV)作為水下傳感網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)載體，研究環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和

2、網(wǎng)絡(luò)化傳輸。論文結(jié)合水聲信道的物理特性和聲信號(hào)在水中的傳播特性，建立了水下傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰肯哪Ｐ?，并設(shè)計(jì)了基于地理位置的節(jié)能路由選擇算法。該路由針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中不同類型的節(jié)點(diǎn)，分別采用航位推算算法和迭代三邊定位技術(shù)獲取節(jié)點(diǎn)位置信息。論文還分析了影響定位精度的各個(gè)因素，在固定節(jié)點(diǎn)位置信息的獲取中，對(duì)參與定位的錨節(jié)點(diǎn)選取進(jìn)行了更為嚴(yán)格的約束，在一定程度上提高了定位的精度。論文在節(jié)能路由算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)水下網(wǎng)絡(luò)需要長(zhǎng)時(shí)間工作的特點(diǎn)，利用能

3、量相關(guān)的最佳傳輸距離，并綜合考慮網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)剩余能量，設(shè)計(jì)出更加合理的路由轉(zhuǎn)發(fā)準(zhǔn)則以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存周期。仿真結(jié)果表明，相對(duì)于之前的節(jié)能路由，該改進(jìn)方案使網(wǎng)絡(luò)生存周期得到了很好的改善。
　　論文還設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一整套基于AUV移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合AUV移動(dòng)平臺(tái)的特點(diǎn)，采用并行處理機(jī)制，提高了數(shù)據(jù)處理效率，并加強(qiáng)了可靠性設(shè)計(jì)，可通過水下傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳采集數(shù)據(jù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水下環(huán)境的監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)的效能在千島湖湖上組網(wǎng)試驗(yàn)中