CN114422112B - 一种水下机器人的通信方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下机器人的通信方法和系统，涉及水下作业设备通信技术领域，包括：获取时钟源的时钟时间，将时钟时间和第二潜水器的勘测数据一起进行哈希加密；按照第二潜水器的加密算法对勘测数据进行加密，按照第二潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据，按照第二潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据，将乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第二潜水器上。针对水下作业时，勘探数据丢失的技术问题，它可以确保水下机器人作业后，形成的勘探数据安全保存，不丢失且降低被盗取的可能性。

Description

一种水下机器人的通信方法和系统

技术领域

本发明涉及水下作业设备通信技术领域，具体涉及一种水下机器人的通信方法和系统。

背景技术

水下作业时，尤其深海环境下，水下设备的下放和回收均较为费时耗力，且多需要人工参与，无法通过自动化手段实现自动下放和回收，回收时水面船舶上的终端设备首先向水下设备发射声波信号，确认回收指令，声波信号传输较慢，且水下设备在水下长期作业，很可能早已经丢失，收到该声波信号的可能性降低。水下设备收到该回收的声波信号后，自身进行主动的减负和减重，逐渐漂浮到水面上，这一过程极为缓慢，且在此过程中，水下设备也可能会受到水流，水下生物攻击等情况影响，从而不知所踪，导致丢失。若因敌方行动导致水下设备因盗取而丢失，将会给国防建设带来极大的危害。在水下勘探，或深海海洋观测中，水下设备所勘测的数据尤为重要，水下设备的丢失最终导致其所携带的水下勘测数据和采集样品的丢失，给水下勘探作业带来损失。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对水下作业时，勘探数据丢失的技术问题，本发明提供了一种水下机器人的通信方法和系统，它可以确保水下机器人作业后，形成的勘探数据安全保存，不丢失且降低被盗取的可能性。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种水下机器人的通信方法，适用于第二潜水器，包括：获取第二潜水器时钟源的时钟时间，将时钟时间和第二潜水器的勘测数据一起进行哈希加密；按照第二潜水器的加密算法对勘测数据进行加密，按照第二潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据，按照第二潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据，将乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第二潜水器上，并发送给第一潜水器及第一潜水器携带下水的其它第二潜水器存储；其中，第二潜水器的勘测数据，由第二潜水器在第二潜水器的勘测区域中进行水下任务作业得到；第二潜水器的加密算法、第二潜水器的碎片化规则和第二潜水器的乱序规则均与第二潜水器的识别号一一对应。

可选的，第二潜水器的识别号不同，所述第二潜水器的加密算法、第二潜水器的碎片化规则和第二潜水器的乱序规则分别均对应不同。

增大了破解和还原单一第二潜水器的勘测所得勘测数据难度；进而也增大了破解和还原包含多个第二潜水器和第一潜水器在内的水下设备整体开展水下勘测任务所得的勘测数据的难度，进而提高了勘测数据的安全性。

可选的，第二潜水器的识别号与第二潜水器的勘测区域唯一对应，第二潜水器通过水声通信系统或第二铠装线缆与第一潜水器或第二潜水器通信。

第一潜水器携带多个第二潜水器下水，按照第二潜水器的识别号分配勘测区域，可实现同时，分区域，同步，高效开展勘测作业任务，即同时全面开展水下作业任务，提高水下作业的工作效率。水声通信系统，或第二铠装线缆，用于向其它第二潜水器和第一潜水器传递第二潜水器处理后，形成的乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据。其中，水声通信系统或第二铠装线缆，均可采用备份冗余的方案，确保通信传输过程的可靠性，采用热备份或冷备份，其中热备份时，均参与数据通信传输工作，冷备份时，在发生其中一个毁损时启用。多个第二潜水器之间采用水声通信系统，可以实现无缆传输，因不同识别号的第二潜水器被分配到了不同的勘测区域中作业，即使第二潜水器之间采用第二铠装线缆进行通信，也可以防止缆线之间的缠绕；第二铠装线缆进行通信传输，具有如下好处：1）数据通信传输速度快；2）依靠不同第二潜水器分配的勘测作业区域不同，第二铠装线缆之间不会发生缠绕的情况；3）起到第二潜水器的电能传输作用，第一潜水器所携带的电能可向第二潜水器直接充电；或者水上设备通过第一铠装线缆传输至水下的电能，通过在第一潜水器处和第二铠装线缆的串联连接，实现向第二潜水器直接充电的效果；4）若第二潜水器发生意外或失电或电能不足导致无动力主动返回第一潜水器处时，可通过第一潜水器回收第二铠装线缆的方式，直接回收第二潜水器。

可选的，还包括：记录第二潜水器在勘测区域中的活动轨迹路线和勘测点位，存储在第二潜水器上，并发送给第一潜水器及第一潜水器携带下水的其它第二潜水器的数据还包括：第二潜水器在勘测区域中的活动轨迹路线和勘测点位，其中勘测区域，勘测区域中的活动轨迹路线，勘测点位和第二潜水器的识别号和勘测数据一一对应。

在完成勘测任务后，根据第二潜水器的识别号对应的勘测区域，结合还原出的勘测数据，以及勘测点位，可采用三维建模的手段，通过视频或图像复原每个第二潜水器在水下勘测区域中的活动轨迹，和勘测点位，及其对应的勘测数据，可以非常直观和方便的用于研究水下地质、生物和环境等资源的分布情况，便于研究学习和进一步勘探工作使用。

可选的，还包括：若第一潜水器通过第一铠装线缆与水面设备连接，则发送给第一潜水器的数据直接通过第一铠装线缆传输至水面设备。

水面设备仍未离开，通过该方式可测试水下设备是否运行良好，可快速拿到第一手的勘测数据资料；此外，通过这种方式也可减轻水下设备的存储负担，且因为通过第一铠装线缆这种有线通信传输方式，可做到数据传输无损且无丢失，确保数据安全。

可选的，所述存储方式采用磁盘和闪存，其中，磁盘存储中采用分布式加密存储，所述第二潜水器和第一潜水器的分布式存储规则，加密存储算法，均和所述第二潜水器和第一潜水器的识别号一一对应。

进一步增加了存储的安全性，下水前，根据第二潜水器和第一潜水器的识别号不同，第二潜水器和第一潜水器的分布式存储规则和加密存储算法均不同，可进行设定，这种方式增大了读取后破解和还原的难度，提高了数据存储的安全性，即使其中任一存有丢失或被破坏，也难以被破解和还原，不影响数据存储的安全性，闪存和磁盘同时作为存储资源，硬件层面，也进一步增加了存储的安全性。

可选的，若接收第二潜水器乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有一致的情况，则转发给其它第二潜水器，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有不一致的情况，则存储并转发给其它第二潜水器。

确保所有的第二潜水器均存储了自己的勘测数据，以及其它第二潜水器的勘测数据，确保勘测数据存储的全面性，备份冗余性，防止水下设备丢失所带来的数据丢失情况发生，以使得数据安全第一。

一种水下机器人的通信系统，包括：时钟源，用于提供时钟时间；哈希加密单元，用于将时钟时间和第二潜水器的勘测数据一起进行哈希加密；加密单元，用于按照第二潜水器的加密算法对勘测数据进行加密；碎片化单元，用于按照第二潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据；乱序单元，用于按照第二潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据；存储单元，用于将乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第二潜水器上，转发单元，用于将乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，发送给第一潜水器及第一潜水器携带下水的其它第二潜水器存储；接收单元，用于接收第二潜水器乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有一致的情况，则通过转发单元转发给其它第二潜水器，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有不一致的情况，则通过存储单元存储，并通过转发单元转发给其它第二潜水器。

一种水下机器人的通信方法，适用于第一潜水器，包括：在第二潜水器从第一潜水器上离开前，第二潜水器进行水下作业过程中，以及第二潜水器完成对应勘测区域的所有勘测任务回到第一潜水器后，在第一潜水器勘测区域中进行水下任务作业得到第一潜水器的勘测数据；获取第一潜水器时钟源的时钟时间，将时钟时间和勘测数据一起进行哈希加密；按照第一潜水器的加密算法对勘测数据进行加密，按照第一潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据，按照第一潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据，将乱序后的加密勘测数据、第一潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第一潜水器上，或通过第一铠装线缆发送给水面设备；

接收第二潜水器发送来的乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有不一致的情况，则存储；

其中，第一潜水器的加密算法、第一潜水器的碎片化规则和第一潜水器的乱序规则均与第一潜水器的识别号一一对应。

一种水下机器人的通信系统，包括：时钟源，用于提供时钟时间；哈希加密单元，用于将时钟时间和第一潜水器的勘测数据一起进行哈希加密；加密单元，用于按照第一潜水器的加密算法对勘测数据进行加密；碎片化单元，用于按照第一潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据；乱序单元，用于按照第一潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据；存储单元，用于将乱序后的加密勘测数据、第一潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第一潜水器上；接收单元，用于接收第二潜水器乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有不一致的情况，则通过存储单元存储，或通过第一铠装线缆转发给水面设备。

3、有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明实施例的一种水下机器人的通信方法和系统，第二潜水器的加密算法、第二潜水器的碎片化规则和第二潜水器的乱序规则均与第二潜水器的识别号一一对应；即：第二潜水器的加密算法、碎片化规则和乱序规则均是第二潜水器下水前设定好的，且均不是对外公开已知的，每个第二潜水器的加密算法、碎片化规则和乱序规则均是不同的。因此，通过以上方法处理后，一方面可以确保存储在第二潜水器本地存储的勘测数据的安全性，另一方面，即使第二潜水器发生丢失，或者被盗取后，经过了加密，碎片乱序处理的勘测数据，增大了攻击和破解难度，且因时钟源的时钟时间是唯一的，致使其被破解和假冒的可能性均会大大降低。此外，经以上处理后的数据传输给第一潜水器和其它第二潜水器，这样使得第一潜水器及其所携带下水的所有第二潜水器上均完整存储了所有潜水器执行水下勘测工作所获得的勘测数据，即使发生任一第二潜水器丢失的情况，也可确保其勘测数据不丢失，可确保数据安全。完成水下作业任务后，第二潜水器根据第二潜水器识别号，可确定其加密算法、碎片化规则和乱序规则，按照以上方法的逆向还原出对应识别号的第二潜水器在勘测区域中进行水下任务作业得到的勘测数据；依次类推，所有第二潜水器均可按照该方式实现勘测数据还原。时钟源的时钟时间，用于确保勘测数据的安全性，防止数据被敌方篡改或假冒等恶意行为所带来的不真实影响，通过时钟时间和勘测时间的哈希加密值进行验证，可检验出还原出来的勘测数据的真伪，确保数据安全真实可靠；且根据时钟源提供的时钟时间可精准判定第二潜水器在勘测区域内进行作业活动获得勘测数据的时间顺序，用于研究第二潜水器的智能化，自动化的执行与实践情况，用于后期优化第二潜水器的设计。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种水下机器人的通信方法的流程示意图。

图2为本发明实施例提出的一种水下机器人的通信方法的结构示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。

实施例1

结合附图1-2，一种水下机器人的通信方法，适用于第二潜水器，包括：获取第二潜水器时钟源的时钟时间，将时钟时间和第二潜水器的勘测数据一起进行哈希加密；按照第二潜水器的加密算法对勘测数据进行加密，按照第二潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据，按照第二潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据，将乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第二潜水器上，并发送给第一潜水器及第一潜水器携带下水的其它第二潜水器存储；其中，第二潜水器的勘测数据，由第二潜水器在第二潜水器的勘测区域中进行水下任务作业得到；第二潜水器的加密算法、第二潜水器的碎片化规则和第二潜水器的乱序规则均与第二潜水器的识别号一一对应。

该水下系统包括一个第一潜水器和多个第二潜水器，第一潜水器中可承载多个第二潜水器，第一潜水器通过第一铠装线缆和水面设备连接，用于向水底下放和从水底回收携带有若干第二潜水器的第一潜水器，另外还具有与水面设备之间的供电传输，数据传输的作用。

第一潜水器和第二潜水器之间，及第二潜水器之间，通过水声通信系统或第二铠装线缆进行通信和数据传输。第一潜水器下水后，固定不动，承担一部分水底勘测任务，第二潜水器为有缆型或无缆型，相对于第一潜水器可自主移动，第一潜水器作为第二潜水器的数据接收点之一。

第一潜水器和第二潜水器上均设有水声通信系统，水声定位系统，时钟源，控制单元，存储单元，进行水下勘测任务所必需的各种功能作业单元，如各种水底资源数据检测获取所用的检测单元，传感单元等。

第二潜水器的加密算法、第二潜水器的碎片化规则和第二潜水器的乱序规则均与第二潜水器的识别号一一对应；即：第二潜水器的加密算法、碎片化规则和乱序规则均是第二潜水器下水前设定好的，且均不是对外公开已知的，每个第二潜水器的加密算法、碎片化规则和乱序规则均是不同的。因此，通过以上方法处理后，一方面可以确保存储在第二潜水器本地存储的勘测数据的安全性，另一方面，即使第二潜水器发生丢失，或者被盗取后，经过了加密，碎片乱序处理的勘测数据，增大了攻击和破解难度，且因时钟源的时钟时间是唯一的，致使其被破解和假冒的可能性均会大大降低。此外，经以上处理后的数据传输给第一潜水器和其它第二潜水器，这样使得第一潜水器及其所携带下水的所有第二潜水器上均完整存储了所有潜水器执行水下勘测工作所获得的勘测数据，即使发生任一第二潜水器丢失的情况，也可确保其勘测数据不丢失，可确保数据安全。完成水下作业任务后，第二潜水器根据第二潜水器识别号，可确定其加密算法、碎片化规则和乱序规则，按照以上方法的逆向还原出对应识别号的第二潜水器在勘测区域中进行水下任务作业得到的勘测数据；依次类推，所有第二潜水器均可按照该方式实现勘测数据还原。时钟源的时钟时间，用于确保勘测数据的安全性，防止数据被敌方篡改或假冒等恶意行为所带来的不真实影响，通过时钟时间和勘测时间的哈希加密值进行验证，可检验出还原出来的勘测数据的真伪，确保数据安全真实可靠；且根据时钟源提供的时钟时间可精准判定第二潜水器在勘测区域内进行作业活动获得勘测数据的时间顺序，用于研究第二潜水器的智能化，自动化的执行与实践情况，用于后期优化第二潜水器的设计。

多个第二潜水器在跟随第一潜水器下水后，同时，分头，有序地在各自的勘测区域内执行各自的勘测任务，通过以上通信方法，各自分别完成对勘测所得的勘测数据的授时哈希加密，和依据各自识别号唯一对应的加密算法、碎片化规则和乱序规则进行加密，碎片和乱序处理，确保数据安全，真实可靠，不丢失，具备以下技术效果：

1、第一潜水器下水时携带多个第二潜水器这种下水模式，极大降低了水下设备丢失的可能性，万一发生丢失，或无法找回的情况，因数据存储和通信的安全可靠性，也可确保执行完勘测任务后，可获得完整的勘测数据，将数据安全不丢失做到了第一位，便于对水下环境资源开展后续的研究和探索工作。2、不同的第二潜水器分配不同的勘测区域，可对第一潜水器所在水底环境进行分头，有序，同时和高效的开展勘探任务，以便顺利完成监测任务，节省时间。3、因水下设备下水过程尤为困难，若有操作不当或可能损毁水下设备，且每次下水过程耗时较长，需依靠人力和大小船舶共同配合协调进行，耗时耗力，目前尚无自动化的下水实现方式，为确保一次下水，可一次性完成同一勘测点的所有水下勘测任务，在第一潜水器下水时携带多个第二潜水器，分头，同步，有序，高效进行海底的勘测任务，以确保一次下水完成指定勘测点的所有勘测任务，以便获得特定水域范围内完整的水下勘测数据。

第二潜水器的识别号不同，所述第二潜水器的加密算法、第二潜水器的碎片化规则和第二潜水器的乱序规则分别均对应不同。

增大了破解和还原单一第二潜水器的勘测所得勘测数据难度；进而也增大了破解和还原包含多个第二潜水器和第一潜水器在内的水下设备整体开展水下勘测任务所得的勘测数据的难度，进而提高了勘测数据的安全性。

第二潜水器的识别号与第二潜水器的勘测区域唯一对应，第二潜水器通过水声通信系统或第二铠装线缆与第一潜水器或第二潜水器通信。

第一潜水器携带多个第二潜水器下水，按照第二潜水器的识别号分配勘测区域，可实现同时，分区域，同步，高效开展勘测作业任务，即同时全面开展水下作业任务，提高水下作业的工作效率。水声通信系统，或第二铠装线缆，用于向其它第二潜水器和第一潜水器传递第二潜水器处理后，形成的乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据。其中，水声通信系统或第二铠装线缆，均可采用备份冗余的方案，确保通信传输过程的可靠性，采用热备份或冷备份，其中热备份时，均参与数据通信传输工作，冷备份时，在发生其中一个毁损时启用。多个第二潜水器之间采用水声通信系统，可以实现无缆传输，因不同识别号的第二潜水器被分配到了不同的勘测区域中作业，即使第二潜水器之间采用第二铠装线缆进行通信，也可以防止缆线之间的缠绕；第二铠装线缆进行通信传输，具有如下好处：1）数据通信传输速度快；2）依靠不同第二潜水器分配的勘测作业区域不同，第二铠装线缆之间不会发生缠绕的情况；3）起到第二潜水器的电能传输作用，第一潜水器所携带的电能可向第二潜水器直接充电；或者水上设备通过第一铠装线缆传输至水下的电能，通过在第一潜水器处和第二铠装线缆的串联连接，实现向第二潜水器直接充电的效果；4）若第二潜水器发生意外或失电或电能不足导致无动力主动返回第一潜水器处时，可通过第一潜水器回收第二铠装线缆的方式，直接回收第二潜水器。

还包括：记录第二潜水器在勘测区域中的活动轨迹路线和勘测点位，存储在第二潜水器上，并发送给第一潜水器及第一潜水器携带下水的其它第二潜水器的数据还包括：第二潜水器在勘测区域中的活动轨迹路线和勘测点位，其中勘测区域，勘测区域中的活动轨迹路线，勘测点位和第二潜水器的识别号和勘测数据一一对应。

在完成勘测任务后，根据第二潜水器的识别号对应的勘测区域，结合还原出的勘测数据，以及勘测点位，可采用三维建模的手段，通过视频或图像复原每个第二潜水器在水下勘测区域中的活动轨迹，和勘测点位，及其对应的勘测数据，可以非常直观和方便的用于研究水下地质、生物和环境等资源的分布情况，便于研究学习和进一步勘探工作使用。

还包括：若第一潜水器通过第一铠装线缆与水面设备连接，则发送给第一潜水器的数据直接通过第一铠装线缆传输至水面设备。

水面设备仍未离开，通过该方式可测试水下设备是否运行良好，可快速拿到第一手的勘测数据资料；此外，通过这种方式也可减轻水下设备的存储负担，且因为通过第一铠装线缆这种有线通信传输方式，可做到数据传输无损且无丢失，确保数据安全。

所述存储方式采用磁盘和闪存，其中，磁盘存储中采用分布式加密存储，所述第二潜水器和第一潜水器的分布式存储规则，加密存储算法，均和所述第二潜水器和第一潜水器的识别号一一对应。

进一步增加了存储的安全性，下水前，根据第二潜水器和第一潜水器的识别号不同，第二潜水器和第一潜水器的分布式存储规则和加密存储算法均不同，可进行设定，这种方式增大了读取后破解和还原的难度，提高了数据存储的安全性，即使其中任一存有丢失或被破坏，也难以被破解和还原，不影响数据存储的安全性，闪存和磁盘同时作为存储资源，硬件层面，也进一步增加了存储的安全性。

若接收第二潜水器乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有一致的情况，则转发给其它第二潜水器，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有不一致的情况，则存储并转发给其它第二潜水器。

确保所有的第二潜水器均存储了自己的勘测数据，以及其它第二潜水器的勘测数据，确保勘测数据存储的全面性，备份冗余性，防止水下设备丢失所带来的数据丢失情况发生，以使得数据安全第一。

与上述通信方法相应的，本实施例还提出了一种水下机器人的通信系统，包括：

时钟源，用于提供时钟时间；

哈希加密单元，用于将时钟时间和第二潜水器的勘测数据一起进行哈希加密；

加密单元，用于按照第二潜水器的加密算法对勘测数据进行加密；

碎片化单元，用于按照第二潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据；

乱序单元，用于按照第二潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据；

存储单元，用于将乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第二潜水器上，

转发单元，用于将乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，发送给第一潜水器及第一潜水器携带下水的其它第二潜水器存储。

接收单元，用于接收第二潜水器乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有一致的情况，则通过转发单元转发给其它第二潜水器，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有不一致的情况，则通过存储单元存储，并通过转发单元转发给其它第二潜水器。

实施例2

本实施例提出了一种水下机器人的通信方法，适用于第一潜水器，包括：在第二潜水器从第一潜水器上离开前，第二潜水器进行水下作业过程中，以及第二潜水器完成对应勘测区域的所有勘测任务回到第一潜水器后，在第一潜水器勘测区域中进行水下任务作业得到第一潜水器的勘测数据；获取第一潜水器时钟源的时钟时间，将时钟时间和勘测数据一起进行哈希加密；按照第一潜水器的加密算法对勘测数据进行加密，按照第一潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据，按照第一潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据，将乱序后的加密勘测数据、第一潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第一潜水器上，或通过第一铠装线缆发送给水面设备；

接收第二潜水器发送来的乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有不一致的情况，则存储；

其中，第一潜水器的加密算法、第一潜水器的碎片化规则和第一潜水器的乱序规则均与第一潜水器的识别号一一对应。

第一潜水器也承担着水下勘测任务，在其勘测作业区域范围内进行水下作业，获得第一潜水器的勘测数据。在第二潜水器从第一潜水器上离开前，第二潜水器进行水下作业过程中，以及第二潜水器完成对应勘测区域的所有勘测任务回到第一潜水器后；对上述时间节点的部分重复性勘探任务所获得的勘测数据，如温度，水中的矿物质含量，盐分含量，含氧量，生物活动情况等内容，可用于研究水下设备下水时，作业过程中，以及离开水底前，对勘测水域范围内的水底环境所带来的影响，有利于优化水下设备的设计，及下水后的作业活动规划，通过该优化策略，可以为以后的海洋或水域勘探工作开展中，如何保护水域或海洋环境提供借鉴作用，为研究保护水底原生态环境提供了第一手的可贵资料。若第一潜水器通过第一铠装线缆和水面设备连接时，可将第二潜水器发送来的乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据；以及第一潜水器乱序后的加密勘测数据、第一潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，通过第一铠装线缆直接发送至水面设备，节省存储空间，也可使得水面作业人员快速获得第一手水底环境勘测资料。

相应的，本实施例还提出了一种水下机器人的通信系统，包括：时钟源，用于提供时钟时间；哈希加密单元，用于将时钟时间和第一潜水器的勘测数据一起进行哈希加密；加密单元，用于按照第一潜水器的加密算法对勘测数据进行加密；碎片化单元，用于按照第一潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据；乱序单元，用于按照第一潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据；存储单元，用于将乱序后的加密勘测数据、第一潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第一潜水器上；接收单元，用于接收第二潜水器乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有不一致的情况，则通过存储单元存储，或通过第一铠装线缆转发给水面设备。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水下机器人的通信方法，其特征在于，适用于第二潜水器，包括：

获取第二潜水器时钟源的时钟时间，将时钟时间和第二潜水器的勘测数据一起进行哈希加密；

按照第二潜水器的加密算法对勘测数据进行加密，按照第二潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据，按照第二潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据，将乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第二潜水器上，并发送给第一潜水器及第一潜水器携带下水的其它第二潜水器存储；

其中，第二潜水器的勘测数据，由第二潜水器在第二潜水器的勘测区域中进行水下任务作业得到；

第二潜水器的加密算法、第二潜水器的碎片化规则和第二潜水器的乱序规则均与第二潜水器的识别号一一对应。

2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，多个第二潜水器的识别号不同， 每个第二潜水器的加密算法、第二潜水器的碎片化规则和第二潜水器的乱序规则分别均对应不同。

3.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，第二潜水器的识别号与第二潜水器的勘测区域唯一对应，第二潜水器通过水声通信系统或第二铠装线缆与第一潜水器或第二潜水器通信。

4.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，还包括：记录第二潜水器在勘测区域中的活动轨迹路线和勘测点位，存储在第二潜水器上，并发送给第一潜水器及第一潜水器携带下水的其它第二潜水器的数据还包括：第二潜水器在勘测区域中的活动轨迹路线和勘测点位，其中勘测区域，勘测区域中的活动轨迹路线，勘测点位和第二潜水器的识别号和勘测数据一一对应。

5.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，还包括：若第一潜水器通过第一铠装线缆与水面设备连接，则发送给第一潜水器的数据直接通过第一铠装线缆传输至水面设备。

6.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述存储方式采用磁盘和闪存，其中，磁盘存储中采用分布式加密存储，所述第二潜水器和第一潜水器的分布式存储规则，加密存储算法，均和所述第二潜水器和第一潜水器的识别号一一对应。

7.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，接收第二潜水器乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有一致的情况，则转发给其它第二潜水器，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有不一致的情况，则存储并转发给其它第二潜水器。

8.一种水下机器人的通信装置，其特征在于，包括：

时钟源，用于提供时钟时间；

哈希加密单元，用于将时钟时间和第二潜水器的勘测数据一起进行哈希加密；

加密单元，用于按照第二潜水器的加密算法对勘测数据进行加密；

碎片化单元，用于按照第二潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据；

乱序单元，用于按照第二潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据；

存储单元，用于将乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第二潜水器上，

转发单元，用于将乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，发送给第一潜水器及第一潜水器携带下水的其它第二潜水器存储。

9.一种水下机器人的通信方法，其特征在于，适用于第一潜水器，包括：

在第二潜水器从第一潜水器上离开前，第二潜水器进行水下作业过程中，以及第二潜水器完成对应勘测区域的所有勘测任务回到第一潜水器后，在第一潜水器勘测区域中进行水下任务作业得到第一潜水器的勘测数据；

获取第一潜水器时钟源的时钟时间，将时钟时间和勘测数据一起进行哈希加密；

按照第一潜水器的加密算法对勘测数据进行加密，按照第一潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据，按照第一潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据，将乱序后的加密勘测数据、第一潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第一潜水器上，或通过第一铠装线缆发送给水面设备；

接收第二潜水器发送来的乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有不一致的情况，则存储；

其中，第一潜水器的加密算法、第一潜水器的碎片化规则和第一潜水器的乱序规则均与第一潜水器的识别号一一对应。

10.一种水下机器人的通信装置，其特征在于，包括：

时钟源，用于提供时钟时间；

哈希加密单元，用于将时钟时间和第一潜水器的勘测数据一起进行哈希加密；

加密单元，用于按照第一潜水器的加密算法对勘测数据进行加密；

碎片化单元，用于按照第一潜水器的碎片化规则，对加密后的勘测数据进行碎片化，形成碎片化的加密勘测数据；

乱序单元，用于按照第一潜水器的乱序规则，对碎片化的加密勘测数据打乱顺序，形成乱序后的加密勘测数据；

存储单元，用于将乱序后的加密勘测数据、第一潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据一起，存储在第一潜水器上；

接收单元，用于接收第二潜水器乱序后的加密勘测数据、第二潜水器的识别号、时钟时间和哈希加密后的时钟时间和勘测数据，若哈希加密后的时钟时间和勘测数据存有不一致的情况，则通过存储单元存储，或通过第一铠装线缆转发给水面设备。

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