空洞感知的水下传感器网络路由方法与流程

技术特征：

1.一种空洞感知的水下传感器网络路由方法，水下传感器网络由一个浮标节点、至少1个汇聚节点、N个悬浮于水中随机分布的普通传感器节点组成，浮标节点位于水面，汇聚节点从海面到海底或从海底到海面垂直移动，每个传感器节点都具有相同的功率、处理及发送数据的能力；其特征是：汇聚节点在下浮过程中到达设定位置时，广播分层建立包执行分层建立任务，下浮到最深深度时，等待一段时间后广播数据收集包执行数据收集任务，数据收集完毕后开始上浮，在上浮过程中到达设定位置时广播数据收集包执行数据收集任务，上浮到水面时将收集的数据发送给浮标节点；传感器节点周期性地检测感兴趣的数据，完成数据采集任务；传感器节点若收到分层建立信号，则进入分层建立阶段并建立同心球壳分层结构，传感器节点若收到数据收集信号，则进入数据收集阶段，各传感器节点建立到汇聚节点的路径并发送数据。

2.根据权利要求1所述的空洞感知的水下传感器网络路由方法，其特征是：数据采集阶段传感器节点周期性地监测其感兴趣的数据，并将监测数据存入其缓冲区或替换其缓冲区中的最久记录。

3.根据权利要求2所述的空洞感知的水下传感器网络路由方法，其特征是所述广播分层建立包执行分层建立任务中具体包括：汇聚节点下浮一段距离后到达设定位置时广播分层建立包，该分层建立包包括所处分层结构中的层级、剩余能量、标记节点类型的标志位和包的类型；收到分层建立包类型的传感器节点根据分层建立包的层级更新路由表信息，形成以汇聚节点为中心的同心球壳分层结构，各传感器节点处于不同的同心球壳中。

4.根据权利要求3所述的空洞感知的水下传感器网络路由方法，其特征是数据收集阶段具体包括：收到数据收集信号或数据包的传感器节点根据路由表信息选择下一跳节点；传感器节点若寻找到下一跳节点，则将其监测数据以数据包的形式直接发送给下一跳节点，重复上述过程，直到将数据发送给汇聚节点。

5.根据权利要求1至4任何一项所述的空洞感知的水下传感器网络路由方法，其特征是汇聚节点移动模型形式化如下：

s_xl＝s_x0 (1)

s_zl＝s_z0+k*h₀,k∈{0,1,2,...,n|n＜＝[(D_depth-s_z0)/h₀]} (2)

s_xh＝s_x0+w₀ (3)

s_zh＝s_z0+([(D_depth-s_z0)/h₀]-k)*h₀,k∈{0,1,2,...,n|n＜＝[(D_depth-s_z0)/h₀]} (4)

其中，k为整数；w₀代表相邻汇聚节点之间的水平间隔；(s_xl，0，s_zl)代表汇聚节点从水面到水底垂直移动的坐标；(s_xh，0，s_zh)代表汇聚节点从水底到水面垂直移动的坐标；(s_x0，0，s_z0)代表汇聚节点的初始坐标；h₀代表汇聚节点每次移动的深度差的绝对值；D_depth代表仿真环境的最大深度；[EXP]表示小于或等于EXP的最大整数。