[发明专利]一种基于空间众包的海洋物联网任务分配方法

说明书

本申请公开了一种基于空间众包的海洋物联网任务分配方法，属于海洋通讯领域。针对现有技术中存在的“现采用的多跳网络消耗大量资源，并且如果中间节点失效，网络可能会造成瘫痪；公司或机构大范围部署水下自主航行器会造成较高的维护费用”的问题，本申请包括以下步骤：以水下传感器节点作为任务发布者，发布传输数据的任务；水下传感器节点与船舶通信，水下传感器节点依据基于船舶置信度的任务分配算法进行传输数据任务分配；船舶接受任务并将数据传送到数据中心，并给予水下传感器节点结果反馈。本申请的技术方案提出面向海洋环境的空间众包任务分配方法，利用海面上大量船舶传递数据，实现大范围水下传感器节点分布式感知和传输数据。

技术领域

本发明涉及一种基于空间众包的海洋物联网任务分配方法，属于海上通讯领域。

背景技术

海洋是不断变化的流体，很多观测数据需要实时传输到数据中心，才能最大限度地发挥数据的价值，比如海洋灾害预警的数据等等。在水下网络中，水声信道具有高时延、高误码率、低通信带宽等显著特点，多跳传输过程中造成数据失真的可能性较大，且水下传感器节点需要借助其他节点进行数据传输。然而传统的卫星通信或到基站的多跳传输会产生较高能耗。此外，如果在多跳传输过程中中间节点的能量耗尽，多跳网络可能会陷入部分瘫痪。

当前的水下传感器节点与数据中心单独传输数据的能力仍然不足，在传输数据时需要部署协助设施帮助水下节点传输数据。目前，已有部分方案提出借助水下自主航行器等设备协助水下节点传输数据，但往往为公司或机构自行部署，主要的形式为：自行部署水下自主航行器方案和自行派遣船舶方案。其中，部署水下自主航行器方案在一定程度上可以解决水下节点的分布式感知和传输问题，但大规模部署往往会造成很大的维护开销，并且水下节点会随着海洋漂流，位置不固定，在一定程度上会加大水下自主航行器的协助难度。自行派遣协助船舶方案也面临类似问题，公司或机构的私有协助设备在小范围内往往能起到作用，随着海洋探索的不断加快，必须依靠更多的设备，更多的参与者来进行探索。

发明内容

针对现有技术中存在的“传统的水下节点采集数据后需要通过多跳网络将数据传输到数据中心，如果中间节点失效，网络可能会造成瘫痪，并且多跳网络消耗大量资源，公司或机构大范围部署水下自主航行器会造成较高的维护费用”的问题，本申请提出一种基于空间众包的海洋物联网任务分配方法，提出面向海洋环境的空间众包任务分配方法，利用海面上大量船舶传递数据，实现大范围水下传感器节点分布式感知和传输数据。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是，一种基于空间众包的海洋物联网任务分配方法，包括以下步骤：

1)以水下传感器节点作为任务发布者，发布传输数据的任务；

2)水下传感器节点与船舶通信，水下传感器节点依据基于船舶置信度的任务分配算法进行传输数据任务分配；

3)船舶作为工人，接受任务并将数据传送到数据中心，并给予水下传感器节点结果反馈。

优化的，上述基于空间众包的海洋物联网任务分配方法，步骤2)中，置信度为船舶的可信程度；水下传感器节点通过置信度算法判断船舶的置信度并判断是否将任务分配给船舶；船舶与水下传感器节点通信时需要提供置信度来证明自己执行任务的能力。

优化的，上述基于空间众包的海洋物联网任务分配方法，水下传感器节点为采用水声通信的水下传感器节点。

优化的，上述基于空间众包的海洋物联网任务分配方法，步骤2)中，基于船舶置信度的任务分配算法具体包括：

201)数据中心会为未执行过任务的船舶预设一个置信度，水下传感器节点有数据需要传输时，会请求通信范围内船舶的置信度；

202)船舶返回自身置信度，水下传感器节点对比置信度与预设的阈值，决定是否分配任务；