[01364733]面向海洋环境监测的动态自组网式无线感知网络

本项目属于物联网中的无线感知网络技术领域。本项目在国家自然科学基金、国家海洋局、海事局委托项目的支持下,上海海事大学研究团队经过多年的研究积累,联合国家海洋局东海标准计量中心、南京海善达信息科技有限公司、上海真灼科技股份有限公司,运用动态自组网式无线感知网络技术在东海部分海域实现了层簇式网络化海洋环境动态监测。在海洋环境遥测、实时动态监测上取得重要技术突破。取得如下创新性成果：1)非测距、协作式水下无线传感器网络节点动态定位方法;以质心定位算法为基础,对参与质心计算的信标节点的坐标按照接收信号强度进行加权,通过选取适当的权重来控制不同信标节点在质心计算时的不同作用,从而减小未知节点的定位误差以提高算法定位精度。为了提高定位算法的效率以及未知节点的有效定位率,引入协作式定位思想,在利用信标节点直接定位一部分未知节点后,将已定位的节点作为新的信标节点,参与剩余未知节点的定位。可以有效减少不可定位节点数量,并缩短定位所需时间,节约系统能耗。适用于信标节点部署稀疏的水下无线传感器网络。2)基于模糊逻辑推演的无线感知网络分布式动态分簇路由方法：主要解决无线传感网络数据传输时的热区问题导致的网络能量负荷不均衡问题,是一种分布式的动态自组网技术。节点不依赖于对网络整体拓扑结构的感知,仅依靠自身信息以及邻居节点信息,结合模糊逻辑推演,选举出区域内合理的簇头节点。在网络簇头选举过程中,利用模糊逻辑理论对节点进行性能分析,综合考虑节点能量、节点度和邻居节点能量作为评判指标,可有效缓解多跳通信中常见的热区问题,提升网络结构的健壮性,延长网络的生命周期,增强网络数据传输的效率。在海洋局东海海区针对水文、水质的无线网络在线动态监测系统中得到了应用,在水下无线感知网络动态定位、网络节点的自组网效能上达到国际先进水平,该项技术在海洋环境网络化遥测、实时动态监测体系中具有广阔的推广应用前景。