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申请/专利权人：江苏海洋大学

摘要：本发明公开了一种面向深海通信的传感器布控与管理方法，S1：进行节点布控；包括节点模型和网络场景范围；S2：进行水声信道传播损失的采集和测量；包括接收功率和背景噪音的考虑；S3：进行能量管理的设计；通过估算电池剩余容量和电池电压来判断电池是否能够继续正常运作。本发明所用水下通信节点采用驱动路由协议节点，相比于其他协议驱动路由具有建立路由的延迟低、路由发现效率高、路由维护开销低、支持多播和广播以及省电节能等优点，并对传播信号所损耗的电量进行了模拟预测，水声信道的模型采用计算模块，对于水质的变化而引起的改变相较于Throp等模型更加精确，传播损耗也更低。

主权项：1.一种面向深海通信的传感器布控与管理方法，其特征在于：具体步骤如下：S1：进行节点布控；包括节点模型和网络场景范围；所述节点模型包括源节点、中间节点和接收节点，在水下移动并进行数据包的无向传输；所述网络场景范围为20km*20km的海底地形；S2：进行水声信道传播损失的采集和测量；包括接收功率和背景噪音的考虑，接收功率是有效的数据包到达接收电台的有效功率，而背景噪音则包括海洋背景噪音的复杂情况；设计水声信道，采集传播损失TL信息，利用无线传输，调节传感器的信号传播范围r和信号传播因子n为2，依据关系等式，传感器内部计算机模块自动计算TL，并返回监测平台，传播损失TL的具体值为：TL＝n*10lgr+ar；α为吸收系数，对传播损失TL测量的相关参数采集，调节硼酸和硫酸镁的复苏频率f1，f2和基于与水质参数ph关系所得出的A1、A2和A3，由计算模块计算吸收系数，吸收系数计算公式为： 其中，f为传播信号的中心频率，f1，f2为硼酸和硫酸镁的复苏频率；f1为硼酸的复苏频率： c＝1412+3.21T+1.19S+0.016*7D P1＝1f2为硫酸镁的复苏频率： c＝1412+3.21T+1.19S+0.016*7D P2＝1-1.37*10-4*D+6.2*10-9*D2其中，pH为水质参数，D为深度，单位为km，S为盐度，单位为ppt，T为温度，单位为celsius；背景噪音包括附近电子元件或者是无线电发出的热噪音或射电噪音，而海洋背景噪音包含有湍流噪声、航运噪声、海面噪声与热噪声；采用Wenz模型进行仿真， Nonflow是湍流噪音，NShip是航运噪音，NWind是海面自然噪音，NThermal是热噪音；S3：进行能量管理的设计；在仿真软件中，通过估算电池剩余容量和电池电压来判断电池是否能够继续正常运作；其中，电池剩余容量的测量方法由放电实验得出，计算公式为： Cresidue为剩余电池电容，Call为电池原电容；it为电池在t时刻发出的电流，t0为开始放电时刻，t1为停止放电时刻；当电池电容小于一定量时，节点停止工作，同时，设节点电池原电压Uall，截止电压为Ucut，当电压小于Ucut，即小于截至电压时，节点停止传输数据包；电池电压耗损公式为：Ut＝Ut-1-itRin Ut为t时刻电池电压量，0时刻电池电压为Uall；Rin为节点电源内阻值，Rout为电源外部阻值，当节点电压电容有一项低于指定值时，该节点即停止运作，并将各种测量的结果在测量可视化平台上显示。

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