一种分布式声呐协同组网方法技术

本发明专利技术公开了一种分布式声呐协同组网方法，其应用于分布式声呐协同组网系统，所述方法包括：步骤一，将监测水域划分为多个监测子区域；每个监测子区域部署一个声呐探测装置；步骤二，部署完成后，通信基站接收地面协同控制工作站发送的控制指令；步骤三，所述通信基站将接收到的所述控制指令发送至所述声呐探测装置，以使所述声呐探测装置根据所述控制指令采集其所在监测子区域内的声呐图像；所述通信基站还用于接收来自所述声呐探测装置采集的声呐图像并发送至所述地面协同控制工作站。通过该方法可以协同各声呐探测装置的工作，使得各声呐探测装置根据接收到的控制指令执行不同的任务。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式声呐协同组网方法
本专利技术涉及分布式组网应用
，具体涉及一种分布式声呐协同组网方法。
技术介绍
人类生存的地球上，海洋占据了地球表面积的71％，远大于陆地所占比重。随着人类对海洋认识和探索的不断加深，海洋科学技术得到加速发展。人们逐渐意识到海洋开发的重要性，尤其对于当前21世纪正面临的环境不断恶化，人口不断增多，资源不断减少三大难题，探索开发海洋资源受到越来越多的关注。声呐探测装置是海洋资源和水下环境勘查的重要工具，当面临复杂的水域环境和越来越多样化的任务需求时，单个声呐探测装置由于观察范围小、作业工具单一等限制条件，已经无法完成多样化的任务需求。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种分布式声呐协同组网方法。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：一种分布式声呐协同组网方法，其应用于分布式声呐协同组网系统，所述方法包括：步骤一，将监测水域划分为多个监测子区域；每个监测子区域部署一个声呐探测装置；步骤二，部署完成后，通信基站接收地面协同控制工作站发送的控制指令；步骤三，所述通信基站将接收到的所述控制指令发送至所述声呐探测装置，以使所述声呐探测装置根据所述控制指令采集其所在监测子区域内的声呐图像；所述通信基站还用于接收来自所述声呐探测装置采集的声呐图像并发送至所述地面协同控制工作站；其中，每个所述声呐探测装置包括：一个用于进行自组网搭建的自组网设备，通过所述自组网设备实现各声呐探测装置之间以及各声呐探测装置与所述通信基站之间的信息交互。在一种可选的实施方式中，所述声呐探测装置进一步包括：基座、设置在所述基座下表面的圆形滑轨、设置在所述基座上表面的浮潜装置、与所述圆形滑轨滑行连接的声呐探测器、四个推进器、控制器和用于给所述声呐探测装置提供电能的供电模块；其中，所述控制器和供电模块置于所述基座内部；所述控制器分别与所述浮潜装置、声呐探测器、四个推进器电性连接，所述控制器还与内置于所述基座内的自组网设备通信连接；四个所述推进器分别安装在所述基座的前、后、左、右的侧端面上；所述推进器用于推动所述声呐探测装置在其所在的水平面内移动；所述浮潜装置用于控制所述所述声呐探测装置的上浮和下沉；所述声呐探测器用于采集声呐图像；其中，所述控制器通过所述自组网设备与所述通信基站通信连接，所述控制器用于接收所述控制指令，进而根据所述控制指令控制声呐探测器、四个推进器、浮潜装置的工作状态。在一种可选的实施方式中，所述地面协同控制工作站包括：协同控制子系统；所述协同控制子系统包括：身份验证模块、指令获取模块、收发模块和显示模块；所述身份验证模块，用于对用户身份进行验证，确定该用户是否有权限发送控制指令；所述指令获取模块，用于在确认该用户有权限发送控制指令后，获取该用户发送的控制指令；所述收发模块，用于向所述通信基站发送所述控制指令，还用于接收来自通信基站回传的所述声呐探测装置采集的声呐图像；所述显示模块，与所述指令获取模块和收发模块连接，用于显示用户发送的控制指令，还用于显示来自所述声呐探测装置采集的声呐图像。在一种可选的实施方式中，所述身份验证模块包括：采集单元、处理单元、特征提取单元、身份验证单元和权限管理单元；所述采集单元用于采集用户的人脸图像；所述处理单元用于对采集的人力图像进行降噪、增强处理；所述特征提取单元用于从处理后的人脸图像中提取能够表征该用户身份信息的人脸特征数据；身份验证单元基于提取到的人脸特征数据和预存的有权限人员的人脸特征数据进行匹配，确定该用户是否有权限发送控制指令；权限管理单元用于存储有权限人员的人脸特征数据。在一种可选的实施方式中，所述地面协同控制工作站还包括用于对所述声呐探测装置进行故障检测的故障诊断子系统；所述故障诊断子系统包括：用于对各个所述声呐探测装置的工作状态进行采集的数据信息采集模块，和，基于所述数据信息采集模块采集的数据，对各个所述声呐探测装置进行故障诊断的故障诊断模块在一种可选的实施方式中，所述数据信息采集模块包括：多个传感器节点和船载式移动基站；所述传感器节点，用于感测其所在位置处的声呐探测装置的工作状态数据，并将其转发至所述船载式移动基站，所述船载式移动基站汇聚各传感器节点采集的数据，经压缩处理后转发至所述故障诊断模块。在一种可选的实施方式中，多个所述传感器节点和船载式移动基站按照预设的成簇机制构建一无线传感器网络。在一种可选的实施方式中，所述传感器节点包括：电流传感器、电压传感器、流速传感器和位置传感器中的一种或者多种。在一种可选的实施方式中，在构建所述无线传感器网络之前，对所述船载式移动基站的空间位置进行调整，具体是：初始时刻时，将所述传感器节点部署于监测水域内，将所述船载式移动基站部署于所述监测水域的中心位置；部署完成后，所述船载式移动基站向全网发送部署完成指令数据包；其中，所述数据包包括：发送该数据包的时间标签和所述船载式移动基站的GPS位置信息；各传感器节点接收到所述数据包后，将自身GPS位置信息和能量信息回传给所述船载式移动基站；所述船载式移动基站根据接收到的各传感器节点回传的信息，利用下式计算所述船载式移动基站的最优部署位置：式中，x’0、y’0分别为所述船载式移动基站的最优部署位置的横坐标和纵坐标，分别为传感器节点Si的横坐标和纵坐标，x0、y0分别为所述船载式移动基站的横坐标和纵坐标，N为该监测水域内部署的传感器节点数，为传感器节点Si的数据传输速率，为传感器节点Si传输单位数据至所述船载式移动基站所需消耗的能量，d(Si,BS)为传感器节点Si与所述船载式移动基站之间的空间距离；判断当前所述船载式移动基站的空间位置是否在所述船载式移动基站的最优部署位置所允许的范围内，若在，则不对所述船载式移动基站的空间位置进行调整；反之，则将所述船载式移动基站调整到所述船载式移动基站的最优部署位置所允许的范围内。本专利技术的有益效果为：(1)通过该方法可以协同各声呐探测装置的工作，使得各声呐探测装置根据接收到的控制指令执行不同的任务；(2)设置一身份验证模块，可以避免非法人员通过地面协同控制工作站向声呐探测装置发送非法指令，提高了该系统的安全性和可靠性。(3)设置一故障诊断子系统，可以对各声呐探测装置进行故障诊断，以便于工作人员能够了解到各声呐探测装置的工作状态，进而可以及时对有故障的声呐探测装置进行维修或者更换。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种分布式声呐协同组网系统的框架结构图；图2是本专利技术实施例提供的声呐探测装置的截面图；图3是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式声呐协同组网方法，其特征是，应用于分布式声呐协同组网系统，所述方法包括：/n步骤一，将监测水域划分为多个监测子区域；每个监测子区域部署一个声呐探测装置；/n步骤二，部署完成后，通信基站接收地面协同控制工作站发送的控制指令；/n步骤三，所述通信基站将接收到的所述控制指令发送至所述声呐探测装置，以使所述声呐探测装置根据所述控制指令采集其所在监测子区域内的声呐图像；所述通信基站还用于接收来自所述声呐探测装置采集的声呐图像并发送至所述地面协同控制工作站；/n其中，每个所述声呐探测装置包括：一个用于进行自组网搭建的自组网设备，通过所述自组网设备实现各声呐探测装置之间以及各声呐探测装置与所述通信基站之间的信息交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式声呐协同组网方法，其特征是，应用于分布式声呐协同组网系统，所述方法包括：
步骤一，将监测水域划分为多个监测子区域；每个监测子区域部署一个声呐探测装置；
步骤二，部署完成后，通信基站接收地面协同控制工作站发送的控制指令；
步骤三，所述通信基站将接收到的所述控制指令发送至所述声呐探测装置，以使所述声呐探测装置根据所述控制指令采集其所在监测子区域内的声呐图像；所述通信基站还用于接收来自所述声呐探测装置采集的声呐图像并发送至所述地面协同控制工作站；
其中，每个所述声呐探测装置包括：一个用于进行自组网搭建的自组网设备，通过所述自组网设备实现各声呐探测装置之间以及各声呐探测装置与所述通信基站之间的信息交互。


2.根据权利要求1所述的一种分布式声呐协同组网方法，其特征是，所述声呐探测装置进一步包括：基座、设置在所述基座下表面的圆形滑轨、设置在所述基座上表面的浮潜装置、与所述圆形滑轨滑行连接的声呐探测器、四个推进器、控制器和用于给所述声呐探测装置提供电能的供电模块；其中，所述控制器和供电模块置于所述基座内部；所述控制器分别与所述浮潜装置、声呐探测器、四个推进器电性连接，所述控制器还与内置于所述基座内的自组网设备通信连接；四个所述推进器分别安装在所述基座的前、后、左、右的侧端面上；
所述推进器用于推动所述声呐探测装置在其所在的水平面内移动；
所述浮潜装置用于控制所述所述声呐探测装置的上浮和下沉；
所述声呐探测器用于采集声呐图像；
其中，所述控制器通过所述自组网设备与所述通信基站通信连接，所述控制器用于接收所述控制指令，进而根据所述控制指令控制声呐探测器、四个推进器、浮潜装置的工作状态。


3.根据权利要求1所述的一种分布式声呐协同组网方法，其特征是，所述地面协同控制工作站包括：协同控制子系统；
所述协同控制子系统包括：身份验证模块、指令获取模块、收发模块和显示模块；
所述身份验证模块，用于对用户身份进行验证，确定该用户是否有权限发送控制指令；
所述指令获取模块，用于在确认该用户有权限发送控制指令后，获取该用户发送的控制指令；
所述收发模块，用于向所述通信基站发送所述控制指令，还用于接收来自通信基站回传的所述声呐探测装置采集的声呐图像；
所述显示模块，与所述指令获取模块和收发模块连接，用于显示用户发送的控制指令，还用于显示来自所述声呐探测装置采集的声呐图像。


4.根据权利要求3所述的一种分布式声呐协同组网方法，其特征是，所述身份验证模块包括：采集单元、处理单元、特征提取单元、身份验证单元和权限管理单元；
所述采集单元用于采集用户的人脸图像；
所述处理单元用于对采集的人力图像进行降噪、增强处理；
所述特征提取单元用于从处理后的人脸图像中提取能够表征该用户身份信息的人脸特征数据；

【专利技术属性】
技术研发人员：李蒙，李伟，李冠男，郑军，
申请(专利权)人：启东东江启航电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32