[发明专利]基于无线传感网络的火灾逃生路径智能引导系统

权利要求书

1.一种基于无线传感网络的火灾逃生智能引导系统，其特征在于：所述火灾逃生智能引导系统包括布建于建筑内各走廊和过道的传感器节点和用于对传感器节点所覆盖的整体环境监控的后台监控装置，所述传感器节点包括汇聚节点和普通节点，所述普通节点通过汇聚节点与后台监控装置通信，各个普通节点之间两两无线连接，所述汇聚节点与所述后台监控装置通过有线连接进行通信，所述后台监控装置包括：

初始化模块，用于在所述各个传感器节点进行上电后的参数初始化配置，组建整个无线网络，接收来自汇聚节点的各个传感器节点的短地址信息，保存后根据短地址向各个传感器节点回复确认信息，并存储各个传感器节点对应的地址列表；监测模块，用于实时检测各个传感器节点的信号传感器的信息，并接收来自汇聚节点的某个传感器节点发出火灾信号时发出的报警信号，并向整个网络群发火灾信号；

所述各个传感器节点连接分布式节点引导控制器，当某个传感器节点发出火灾信号时，根据各个节点的初始化权值进行调整，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，选择权值最小的相邻传感器节点为目标传感器节点，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；

所述分布式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：

Ii=Aemg×α×hc×e-Σj=1m1hj+ϵ---(1)]]>

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，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，并将灾难信息向周围节点发送，由于单个节点的射频信号无法覆盖整个网络，每个收到该灾难信息的节点记录距源点的距离后作为该灾难信息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灾难信息；

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，当前节点的权值依照下式调整：

A_z＝MAX{A_z，I_z+A_emg×βe^-μh}，其中

上式(2)中，I_z是指当前节点的初始化权值，h表示当前节点距当前灾难点的距离，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，通常

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：

Az=STA(ANz)×1Nz+min{ANz}+δ---(3)]]>

上式(3)中，N_z指当前节点z的逻辑邻居个数，STA()指邻居权值的标准差，指当前节点z的各个邻居的权值，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。