[發(fā)明專利]一種基于傳感網(wǎng)絡(luò)的水底監(jiān)測控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110181944.3
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN113055440B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐春鶯
• 申請（專利權(quán)）人: 汕頭大學(xué)
• 主分類號: H04L67/125
• 分類號: H04L67/125;H04W84/18;G01B21/32
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 鄧易偲

1.一種基于傳感網(wǎng)絡(luò)的水底監(jiān)測控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟S100、中央控制中心控制水下絞車從母船下沉至海底地表，其中，所述水下絞車設(shè)有中央控制中心和運動小車，所述水下絞車承載有傳感網(wǎng)絡(luò)和履帶小車，所述傳感網(wǎng)絡(luò)的一端連接履帶小車，所述傳感網(wǎng)絡(luò)的另一端通過線纜連接水下絞車；

步驟S200、當達到預(yù)設(shè)時間時，中央控制中心向履帶小車上的微控制器下達布放指令，觸發(fā)微控制器控制履帶小車運行，以帶動傳感網(wǎng)絡(luò)布設(shè)于海底地表；

步驟S300、中央控制中心獲取傳感網(wǎng)絡(luò)對監(jiān)測區(qū)域的海底地形進行監(jiān)測的數(shù)據(jù)，并基于所述監(jiān)測的數(shù)據(jù)得到監(jiān)測區(qū)域的地形變形的絕對值；

步驟S400、當完成對監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)測后，中央控制中心控制運動小車從水下絞車下放到海底地表后，控制所述運動小車帶動水下絞車運動，并控制所述履帶小車和運動小車同步運動，以帶動水下絞車與傳感網(wǎng)絡(luò)運動到新的監(jiān)測區(qū)域；

步驟S500、當?shù)竭_新的監(jiān)測區(qū)域后，中央控制中心控制運動小車從海底地表收起到水下絞車，以使水下絞車固定于海底表面，傳感網(wǎng)絡(luò)開始新的監(jiān)測；

步驟S600、當完成全部監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)測任務(wù)后，中央控制中心向履帶小車上的微控制器下達回收指令，觸發(fā)微控制器控制履帶小車運行，以帶動傳感網(wǎng)絡(luò)重新排列于水下絞車上，中央控制中心控制水下絞車運行到母船所在位置；

其中，所述步驟S300包括：

步驟S310、建立水下絞車與水聽器的斜距、水下絞車的水下深度以及水聽器的方位角之間的關(guān)系式，根據(jù)所述關(guān)系式得到水下絞車的絕對位置，其中，所述水聽器安裝于母船上；

步驟S320、確定傳感網(wǎng)絡(luò)與線纜的連接點，基于線纜的長度、水下絞車的絕對位置、以及該連接點與水下絞車的方位角得到所述連接點的絕對位置；

步驟S330、基于連接點的絕對位置和地形的相對位置確定所述地形的絕對位置，所述地形的相對位置為地形相對連接點的位置；

步驟S340、根據(jù)所述地形的絕對位置的變化值確定地形變形的絕對值；

所述水下絞車的絕對位置通過以下方法確定：

通過以下公式建立水下絞車與水聽器的斜距、水下絞車的水下深度以及水聽器的方位角之間的關(guān)系式：

則水下絞車的絕對位置為：

其中，R為水下絞車與水聽器的斜距，h為水下絞車的水下深度，h的值通過設(shè)置于水下絞車上的水壓力傳感器檢測得到，θ_mx和θ_my表示水聽器的方位角，(x_a，y_a，h)為水下絞車的絕對位置，將水下絞車的絕對位置表示為P(x₀,y₀,z₀)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于傳感網(wǎng)絡(luò)的水底監(jiān)測控制方法，其特征在于，所述水聽器的方位角通過以下方式確定：

從傳感網(wǎng)絡(luò)中選取第一監(jiān)測點，以及與所述第一監(jiān)測點相鄰的第二監(jiān)測點和第三監(jiān)測點；

設(shè)所述第一監(jiān)測點到第二監(jiān)測點的距離為d₁₂，設(shè)所述第一監(jiān)測點到第三監(jiān)測點的距離為d₁₃，聲波從水下絞車到第一監(jiān)測點和到第二監(jiān)測點的時間間隔為τ₁₂，聲波從水下絞車到第一監(jiān)測點和到第三監(jiān)測點的時間間隔為τ₁₃，則有：

式中，c為聲波在水下的傳播速度；

則水聽器的方位角為：

式中，θ_mx為水聽器與x軸的方位角，θ_my為水聽器與y軸的方位角。