厦门大学陈友淦获国家专利权
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龙图腾网获悉厦门大学申请的专利水下动态环境中考虑时延和AUV能耗的混合数据搜集方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116074915B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310095023.4,技术领域涉及:H04W40/10;该发明授权水下动态环境中考虑时延和AUV能耗的混合数据搜集方法是由陈友淦;罗圆;朱秀玲;董妍函;陈哲扬;谭诗路;许肖梅设计研发完成,并于2023-02-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本水下动态环境中考虑时延和AUV能耗的混合数据搜集方法在说明书摘要公布了:水下动态环境中考虑时延和AUV能耗的混合数据搜集方法,在运用多跳路由传输方式和AUV信息搜集方式的混合数据搜集过程中,考虑到水声环境导致的节点移动、数据传输过程的时间损耗以及AUV行驶的能量损耗,对多跳过程中的下一跳节点选择和AUV路径规划进行优化。在多跳传输进行路由选择时,下一跳节点可能处于数据传输过程中,将该情况作为选择下一跳节点的影响因素之一,以减少时间损耗;在AUV路径规划过程时,在遗传算法中加入不同层之间AUV的相互影响,让下层AUV将数据传递给上层AUV,避免所有AUV都需到达Sink节点的情况;所考虑的水下场景是动态变化的,更符合实际海洋环境。能够有效减少时延以及AUV能量损耗。
本发明授权水下动态环境中考虑时延和AUV能耗的混合数据搜集方法在权利要求书中公布了:1.水下动态环境中考虑时延和AUV能耗的混合数据搜集方法,其特征在于包括以下步骤: 1将水下传感器节点SN按照深度分为N层,每层中有M个SNs;每层有一个AUV对簇头CH进行数据搜集,通过遗传算法规划AUV路径;数据搜集完成后,AUV巡行到汇聚节点Sink传输数据信息;考虑海洋洋流运动影响时,设传感器节点的运动主要为水平方向,在垂直方向上有较小波动,但对于分层结果没有影响; 2根据数据重要程度选择簇头CH的数据传输方式:对于重要数据采用多跳方式进行传输;普通数据则由AUV搜集;由于下层AUV在数据搜集层和汇聚节点Sink间往返的耗能相对上层较大,在传输数据时根据上层AUV状态决定数据是直接传递给汇聚节点Sink,还是以上层AUV为中继将数据传递给上层AUV,再最终传输到汇聚节点Sink; 3当搜集到重要程度高的数据,选择多跳的方式进行数据传输;在节点CHi选择下一跳节点CHj时,CHi对于通信范围内CHs的剩余能量、位置信息以及状态已知;定义CHj的剩余能量和电池容量之比为CHj的相对剩余能量,与CHi和CHj的距离、CHj与Sink间的距离一起,作为选择下一跳节点的影响因素; 同时,当CHj的状态为数据搜集或传输阶段时,CHi的到达数据需要等待一段时间,直至CHj处于空闲状态;因此,定义参数TW: TW=Tb-2·Di,jvsound 其中,Tb表示CHi和CHj进行通信时,CHj反馈给CHi的预计等待时间信息,Di,j表示CHi和CHj之间的距离,vsound表示声速; 4当CHj的状态是空闲时,即CHj没有从成员节点搜集数据,也没有向下一跳传输数据时,设定TW为0;当CHj处于成员节点向簇头传输数据阶段时,分为两种情况:若搜集的数据重要度不高,则计算簇头收集完数据的时间作为Tb;若搜集的数据重要度高,则需要计算簇头收集完数据的时间以及CHj与下一跳传输完成的时间,作为CHj的Tb;当CHj处于向下一跳传输的阶段时,以CHj的剩余传输时间作为Tb;在上述三种情况中,当Tb<2·Di,jvsound时,定义TW为0;若Tb>2·Di,jvsound,则根据步骤3中的定义TW=Tb-2·Di,jvsound进行计算; 5将TW作为选择下一跳节点的影响因素,将下一跳节点选择概率Pj定义为: 其中,Ej,E0分别表示CHj的剩余能量和电池容量,Di,sink和Dj,sink分别表示CHi和CHj到sink的距离,λ,η,β,γ表示各影响因素的权重。
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