智能水下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)突出的工程應(yīng)用價(jià)值使其正突破原有的應(yīng)用領(lǐng)域向工作環(huán)境更加惡劣的隧道、深山、井底、海洋等領(lǐng)域發(fā)展。作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的重要分支，水下網(wǎng)絡(luò)因在海洋監(jiān)測(cè)、資源開采、漁業(yè)發(fā)展等領(lǐng)域占據(jù)了重要地位而在近年來(lái)備受重視、蓬勃發(fā)展。但水下網(wǎng)絡(luò)因獨(dú)特的工作環(huán)境而具有鮮明的特點(diǎn)，如長(zhǎng)傳播延遲、高傳播損失、低信道帶寬、強(qiáng)海洋噪聲、嚴(yán)重的多徑效應(yīng)等，使水下網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)陸上無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。因此，無(wú)論是在節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)還是在節(jié)點(diǎn)通信方案方面，是在節(jié)點(diǎn)定位

2、方案還是在節(jié)點(diǎn)同步策略方面，是在MAC層協(xié)議還是在網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議方面，水下網(wǎng)絡(luò)都與傳統(tǒng)陸上無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在諸多差異，不能直接將陸上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于水下網(wǎng)絡(luò)。
　　本文的主要工作是設(shè)計(jì)一款小型化、智能化的水下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。本文首先介紹了水下網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程及水下網(wǎng)絡(luò)的工程應(yīng)用價(jià)值，總結(jié)了水下網(wǎng)絡(luò)及水下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀；進(jìn)一步分析了海洋水聲信道的特點(diǎn)及其對(duì)水下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)帶來(lái)的影響，并結(jié)合水下網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)針對(duì)快速布放型水下網(wǎng)絡(luò)提出了基于捷

3、聯(lián)式慣性導(dǎo)航算法的節(jié)點(diǎn)定位方案，給出了水下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的總體設(shè)計(jì)。
　　其次在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了水下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)原理及主要電路，包括水聲換能器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理、信號(hào)發(fā)送驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)接收驅(qū)動(dòng)電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程、慣性導(dǎo)航模塊和邏輯控制模塊的器件選型原則等；進(jìn)一步分析了快速布放型水下網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)投放過(guò)程模型、定位模塊的組成模型及投放定位的特點(diǎn)，優(yōu)化了數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理方案，并詳細(xì)介紹了捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航算法的組成結(jié)構(gòu)及主