基于无线传感网络的火灾逃生分布式节点引导系统

摘要

一种基于无线传感网络的火灾逃生分布式节点引导系统，包括布建于建筑内各走廊和过道的传感器节点，所述各个传感器节点之间无线连接，所述各个传感器节点连接节点引导控制器，所述节点引导控制器包括：节点权值初始化模块、紧急情况发布模块、节点权值调整模块、节点引导模块、引导方向显示模块。本发明提供一种可靠性好、能有效辅助人们火灾逃生的基于无线传感网络的火灾逃生分布式节点引导系统。

主权项

1.一种基于无线传感网络的火灾逃生分布式节点引导系统，其特征在于：所述分布式节点引导系统包括布建于建筑内各走廊和过道的传感器节点，所述各个传感器节点之间无线连接，所述各个传感器节点连接节点引导控制器，所述节点引导控制器包括：节点权值初始化模块，用于将当前节点的权值进行初始化，其算式为：$I_i=A_{\mathrm{emg}}\times \alpha \times h_c\times e^{-\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}\frac{1}{h_j}}+ϵ---\left(1\right)$上式(1)中，h_j指节点i距出口节点j的距离，h_c指距最近出口节点的最近距离，m为出口节点数，α是一个优化系数，当节点i为出口节点时，初始权值为0，A_emg为极大权值，此值用作初始化侦测到紧急状况的节点，ε指随机小数；紧急情况发布模块，用于当传感器节点的温度传感器或气体浓度传感器检测到发生火灾后，记录自身为紧急状态，并将该紧急状态信号向周围节点发送，由于单个节点的射频信号无法覆盖整个网络，每个收到该紧急状态信号的节点记录距源点的距离后作为该紧急状态信号的中继再次将该信息向自身周围的节点发送，直到全网所有节点都收到该紧急状态信号；节点权值调整模块，用于当前节点与紧急状态的距离小于危险区域半径D，当前节点的权值A_z依照下式调整：A_z＝MAX{A_z，I_z+A_emg×βe^-μh}，其中$\beta =\frac{h_c+1}{h_d+1}---\left(2\right)$上式(2)中，I_z指当前节点的权值，h_c指当前节点距离最近出口节点的距离，h_d指当前节点距最近危险节点的距离，由上述公式可以发现节点权值受自身距最近灾难点的距离影响，距离越大权值增量越小，同时算法考虑到节点距最近出口的距离，引入了系数β，该系数由节点由h_c与h_d的比例决定，参数μ指更新系数，h指当前节点距当前灾难点的距离；节点引导模块，用于将当前的传感器节点与相邻的传感器节点的权值进行比较，如当前传感器节点不是出口节点，且其权值比相邻的传感器节点都要小，则再次修正权值，依照下式：$A_z=\mathrm{STA}\left(A_{N_z}\right)\times \frac{1}{N_z}+\min \left\{A_{N_z}\right\}+\delta ---\left(3\right)$上式(3)中，N_z为当前节点的逻辑邻居个数，指当前节点的邻居节点的权值，STA()指邻居权值的标准差，δ代表一个小常数，受该节点逻辑邻居节点权值标准差影响；选择权值最小的相邻传感器节点为目标传感器节点；引导方向显示模块，用于将从当前传感器节点到目标传感器节点的方向为引导方向，并将该引导方向在显示装置上显示。