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1UWNM－W設計
與無線信道相比，海洋水聲信道具有強噪聲、高延遲和低帶寬等特點，其復雜多變的環境造成信號能量不同程度衰減。因此，陸地網絡管理機制難以移植到水聲網絡管理中，也難以實現網絡實時監控和管理。為節約網絡信道資源，降低水聲網絡設備的能量消耗，減少網絡監控的延遲，本文利用信息捎帶機制，通過收集水聲網絡的正常通信數據信息，以及Web可視化操作界面掌握網絡整體拓撲及能量分布結構。
1．1信息捎帶與存儲
水聲網絡主要是將水下采集或者接收的數據傳輸到水面，再由匯聚節點向陸地傳輸?？梢栽跀祿笪念^部添加網絡設備節點的位置和能量信息，利用水聲多跳網絡數據傳輸方式，將數據報文所經節點的位置和能量信息帶到匯聚節點。匯聚節點分離出水聲節點的位置、能量信息以及數據，并將數據轉發給水上異構通信網絡中的UWNM－W服務器進行處理和存儲。為獲取水聲網絡節點位置和能量信息，用戶必須通過Web客戶端對水聲網絡節點進行設置。具體過程如下：（1）操作用戶從Web客戶端向UWNM－W服務器發送命令。（2）UWNM－W服務器接收操作用戶從Web客戶端發送的指令后，對指令進行分析，并根據指令內容，向水面匯聚節點發送控制命令。（3）水面匯聚節點收到來自UWNM－W服務器的控制命令后，根據命令內容，向海底水聲網絡廣播控制信息。（4）水聲節點收到控制信息后，修改自身設置狀態，進入網絡狀態報告模式。當水聲節點進入網絡狀態報告模式，即可通過正常的數據報文傳輸，將水聲節點的狀態寫入報文中，跟隨數據報文到達水面匯聚節點，最終到達UWNM－W服務器。當水聲節點有數據需要發送或者轉發時，首先查看自身狀態，如果處于網絡狀態報告模式，則在數據報文的數據部分加入附帶信息。數據部分是水聲節點需要發送或者轉發的數據；節點編號列表部分記錄報文從源節點開始所經過的所有水聲節點的編號；位置信息列表記錄報文經過各節點時水聲節點所處的位置信息；能量信息列表記錄報文經過各節點時，水聲節點的剩余能量信息。位置信息列表和能量信息列表的內容順序按照節點編號列表的順序組織。攜帶節點位置和能量信息的數據報文以多跳傳輸的方式，從源節點到達水面匯聚節點后，由匯聚節點將“節點編號列表”、“位置信息列表”、“能量信息列表”和數據部分分離出來，并傳給UWNM－W服務器。UWNM－W服務器收到匯聚節點傳來的信息后，將信息分門別類的存儲到數據庫中。
1．2信息處理與分析
UWNM－W服務器邏輯分析程序實時對數據庫中網絡狀態信息進行監控，一旦有數據發生變化，則將數據分析并繪制成圖表，通過網絡傳輸給Web客戶端。UWNM－W系統程序主要分為6個模塊，即信息查詢模塊、信息更新模塊、命令分析模塊、數據分析模塊、匯聚節點控制模塊和數據接收模塊。（1）信息查詢模塊主要為Web客戶端提供數據檢索功能，從數據庫中提取符合條件的數據。該模塊類似于普通的Web系統中數據庫查詢功能，主要關注數據庫的檢索效率和準確率指標。（2）信息更新模塊主要用于保存數據，這些數據主要來自客戶的輸入和水聲節點的傳輸。（3）命令分析模塊主要用于解析操作用戶從Web客戶端發送的操作指令，并調用匯聚節點控制模塊。該模塊首先利用信息查詢模塊來檢索已有的指令庫，根據指令庫中的要求，組成匯聚節點控制命令；然后，將控制命令作為參數調用匯聚節點控制模塊，向水面匯聚節點發送控制命令。（4）數據接收模塊主要用于接收Web客戶端和水面匯聚節點的數據，并交由數據分析模塊來提取相關信息，再調用信息更新模塊來保存數據。
2系統實現關鍵點
基于Web的水聲網絡信息管理系統以水面匯聚節點作為橋梁，中轉來自UWNM－W服務器的命令和水聲節點的數據，因此提高水面匯聚節點處理程序的效率成為提高系統效率的關鍵。如果水面匯聚節點程序或硬件處理能力低，則直接影響系統命令的廣播和水聲節點數據的接收提取，將直接降低操作用戶在Web客戶端的體驗。影響系統整體效率的關鍵是UWNM－W系統程序的命令分析模塊。本文設計中，UWNM－W系統程序的命令分析模塊需要先在數據庫命令集合中查找命令相關信息，根據查詢結果重構水面匯聚節點控制命令。實現動態的命令更新和解析機制，直接影響系統整體的可擴展性和可操作性。
3結語
針對水聲網絡設備信息監控難的問題，本文設計了一種基于Web的水聲網絡信息管理系統。該系統利用捎帶機制，通過正常的網絡數據將網絡節點信息傳輸到水面上的匯聚節點，再由匯聚節點將數據提交給服務器。操作用戶通過Web客戶端查詢數據庫中的網絡設備狀態信息，或者向水聲節點發送狀態修改命令。UWNM－W系統利用簡單的設備和結構，可以動態、實時地監控整個水聲網絡運行過程的變化情況，為水聲網絡管理平臺的發展提供一種有效解決方案。
作者：李丹 單位：欽州學院數學與計算機科學學院