[發明專利]一種水下傳感器網絡架構及其實現方法

有效

• 申請號: 201710917890.6
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107682434B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 周浩;劉錦涵
• 申請（專利權）人: 深圳市智慧海洋科技有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04B13/02
• 代理公司: 北京華夏泰和知識產權代理有限公司 11662
• 代理人: 陳英

本發明涉及一種水下傳感器網絡架構及其實現方法，該方法包括：當節點有數據要發送時，數據首先經過協議棧的應用層交付給傳輸層，由傳輸層的協議對數據進行端到端的可靠性傳輸處理，然后再向下交付給網絡層，網絡層的協議給數據封裝上目的地地址，并給出適當的路由信息，再繼續向下交付給MAC層，MAC層的協議給數據封裝上下一跳的地址，并給出將數據發送給下一節點的方法，最后交付給物理層，由物理層對數據進行調制，并以聲信號形式發出。本方法既提供了純分層架構，同時又有跨層設計，跨層設計對傳感器網絡至關重要，因為系統的性能受各層影響，而跨層設計能使各層相互配合，以提高系統性能。

技術領域

本發明涉及水下傳感器網絡技術領域，尤其涉及一種水下傳感器網絡架構及其實現方法。

背景技術

水下傳感器網絡(UWSN)與地面傳感器網絡之間的差異之一是通訊方式。聲學通信被認為是UWSN最實用的方法。水聲信道通常具有高衰減，長傳播延遲，高誤碼率和低可用帶寬的特點。由于這些特點，一部分在地面傳感器網絡中被廣泛接受的假設在UWSN中并不適用，現有的地面網絡協議也不能直接采用。過去幾年來，學術界和工業界對UWSN的興趣日益增長。許多應用、網絡協議、設備紛紛浮現。可是上述大多數設計都是基于特定應用的，他們之間通常缺乏兼容性。并且，由于資源有限，大部分UWSN相關研究的測試平臺仍限于計算機的仿真模擬。這樣，因為不同的假設基礎和平臺差異，很難對基于同一問題的不同解決方案類進行比較。

因此，針對以上不足，需要提供一種水下傳感器網絡架構及其實現方法。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是解決現有的水下傳感器網絡架構缺乏兼容性，無法根據客戶需求進行擴展的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種水下傳感器網絡架構實現方法，包括以下步驟：

當節點有數據要發送時，所述數據經過協議棧的應用層發送到傳輸層，由所述傳輸層的協議對所述數據進行端到端的可靠性傳輸處理，然后發送到網絡層；

所述網絡層的協議給所述數據封裝上目的地地址，并給出最優的路由信息，再發送到所述MAC層；

所述MAC層的協議給所述數據封裝上下一跳的地址，并給出將所述數據發送給下一節點的方法，最后發送到物理層；

所述物理層對所述數據進行調制，并以聲信號形式發出；

所述應用層、傳輸層、網絡層、MAC層和物理層之間均實現了隊列管理機制。

進一步，還包括以下步驟：

當所述下一節點接收到所述數據時，所述數據的處理流程是權利要求1所述步驟的逆向過程；

還包括以下步驟：所述網絡層提取從MAC層得到的所述數據中的路由信息和節點位置信息；

通過獲取的所述路由信息對所述預存儲的路由表進行更新，通過獲取的所述節點位置信息對所述預存儲的位置表進行更新。

采用上述方案的有益效果是：各協議層都有自己的分工，不必知道其它層的數據處理細節。通過將復雜的數據處理操作分配給各協議層，整個數據處理流程更清晰簡潔，且移植性更好，也方便研究人員開發各層的協議。根據實時傳輸的數據確定該傳輸路徑的信息，分析該傳輸路徑的傳輸效率，同時根據路由信息對預存儲的路由表進行更新，防止該傳輸路徑傳輸效率變差時本系統仍使用該傳輸路徑傳輸數據。

進一步，還包括以下步驟：

將所述用戶輸入的數據和目的地接收所述用戶輸入的數據時的延遲進行存儲；

將接收所述數據的丟包率進行存儲；