[发明专利]一种有效的森林火灾监测系统

权利要求书

1.一种有效的森林火灾监测系统，其特征是，包括火情参数监测模块、远程火情监控中心和报警模块，所述火情参数监测模块用于监测森林中各项火情参数信息，并通过无线传感器网络将所述火情参数信息传送到远程火情监控中心，所述远程火情监控中心对接收到的参数信息进行数据处理和分析，并将处理后的数据和设置好的阈值进行比较，当数据超出设置阈值时即令报警模块进行报警，所述火情参数监测模块包括火情参数采集单元和数据传输单元，所述火情参数采集单元由各类传感器节点组成，用于采集森林中各项火情参数数据，所述数据传输单元通过无线传感器网络将传感器节点采集得到的数据传输到远程火情监控中心，包括能耗控制子单元和网络设置子单元，所述能耗控制子单元根据网络中节点能量的高低确定传输数据的传感器节点，定义传感器节点k在t时的参数值为p_k(t)，传感器节点k与临近传感器节点l之间的路径距离为D_kl，传感器节点k处理数据的能力为v_k，传感器节点k剩余的能量值为e_k，传感器节点k的初始能量值为E_k，则p_k(t)的表达式为：

式中，σ和τ分别为对应参数项的权重值；

定义传感器节点的工作阈值为p，只有当传感器节点k的参数值满足p_k(t)p时启动传感器节点k进行数据传输，所述网络设置子单元用于进行无线传感器网络的路由设计，引入传感器节点参数值改进蚁群算法中的信息素更新规则，具体包括：

a.在蚁群算法中，蚂蚁m选择从传感器节点k到传感器节点l的概率为：

式中，A_m＝(0,1,…,n-1)是蚂蚁m可选节点集合，τ_kl(t)是链路l_kl的信息素强度，是能见度因素，α是算法中信息素参数，且α≥0，β是算法中能见度参数，且β≥0；

b.当蚂蚁m从传感器节点k转到传感器节点l，路径l_kl上的信息素更新为：

τ_kl(t+1)＝(1-ρ)τ_kl(t)+ρτ₀

式中，τ_kl(t)为路径l_kl更新前的信息素，τ_kl(t+1)为路径l_kl更新后的信息素，ρ为信息素挥发系数，ρ∈[0,1]，τ₀为信息素的初始值；

c.在最优路径进行局部信息素更新后，最优路径l_kl上的全局信息素更新为：

τ_kl(t+1)＝(1-ρ)τ_kl(t)+ρΔτ_kl

式中，τ_kl(t)为路径l_kl更新前的信息素，τ_kl(t+1)为路径l_kl更新后的信息素，ρ为信息素的挥发系数且ρ∈[0,1]，Δτ_kl(t)表示路径l_kl上的信息素浓度增量，h是经过路径的蚂蚁的数量，Δτ_kl^d(t)为第d只蚂蚁在时刻t留在路径l_kl上的信息素，p_k(t)为t时刻时传感器节点k的参数值，p_l(t)为t时刻时传感器节点l的参数值。

2.根据权利要求1所述的一种有效的森林火灾监测系统，其特征是，在森林中每隔一段距离设置一个监测点，在每个监测点上设置一组火情参数采集单元，所述火情参数采集单元包括温度传感器、湿度传感器、烟雾检测器、火焰检测器和可燃气体浓度检测传感器。