基于P2P的水声传感器网络系统及其数据传输方法

摘要

本发明涉及一种基于P2P的水声传感器网络系统及其数据传输方法，多个水声传感器节点设置于水中进行数据采集，采用随机线性编码方式对数据进行网络编码，然后根据水声传感器节点的地理位置来选择路由节点进行数据传输，从而利用水声换能器与其它水声传感器节点通信以逐步转发数据至距离水面更近的水声传感器节点，直至发送至水面上的中继节点，由中继节点通过GPRS发送至岸上的汇聚节点，本发明使得汇聚节点的部署不再受传统水声传感器网络体系结构中地理位置和距离的限制，并且能够在水声信道链路丢包率较高的情况下保证数据上传的完整性和数据传输率，有效降低网络中冗余数据包重传造成的能量消耗，进而提高水声传感器网络系统的使用寿命。

主权项

一种基于P2P的水声传感器网络系统，其特征在于，包括：若干个水声传感器节点、若干个中继节点、若干个汇聚节点，和若干个P2P节点；所述中继节点通过浮标或者船载的方式漂浮在水面上，并且能够通过无线通信方式与岸上的汇聚节点进行信息交互，再通过所述汇聚节点与P2P节点的信息交互，以及所述P2P节点与其他P2P节点的信息交互来传输采集的数据供后续处理；多个所述水声传感器节点位于水中的不同深度，其中一些水声传感器节点直接悬挂于水面上的中继节点下方，另一些水声传感器节点利用浮标通过锚泊方式悬浮于水中；其中，每个所述水声传感器节点设置有两个数据通信接口，其中一个接口为CAN总线接口，能够通过CAN总线与中继节点直接进行数据通信；另一个接口为水声通信接口，能够使用水声换能器与其它水声传感器节点进行数据通信，从而将任意一个水声传感器节点采集到的数据逐步转发给距离水面更近的水声传感器节点，直至通过CAN总线传输到水面上的中继节点，形成完整的水声通信路由路径；其中，所述水声传感器节点周期性上传的信息以及水声通信的数据信息，均采用变长数据帧来传送；每帧包含前导帧头，表示位置地址或标示符地址的地址分类项，源节点地址和目的节点地址项，源节点的工作模式，命令字段，可选的数据单元，及帧尾；所述源节点的工作模式为以下模式中的任意一项：系统自检模式、集中参数配置模式、水声节点程序IAP模式、点对点单向通信测试模式、点对点双向通信测试模式、码分多址通信测试模式、水声数字存储示波器模式、时分多址通信测试模式；所述数据单元的数据包，包含：集中参数配置数据包、工作过程参数配置数据包、工作过程参数配置确认信息、集中参数配置确认信息、属性参数读取信息回传、程序数据下传命令、报告水声节点收到数据、报告水声节点发送数据；所述数据单元还设有校验码。