[发明专利]一种基于能量节点的无线传感网络节点部署方法

权利要求书

1.一种基于能量节点的无线传感网络节点部署方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

1)采集建筑物环境系统参数；

2)利用CFD方法建立所述建筑物室内能量流动模型；

利用CFD方法建立建筑物室内能量流动模型的主要步骤如下；

2.1)建立建筑物CAD实体模型和CAE力学模型；

2.2)设置模型仿真参数、确定边界条件；

2.3)建立建筑物室内能量流动模型；

3)利用PCA算法和KPCA算法对建筑物室内能量流动模型的参数进行特征参数提取，得到若干特征参数；

利用PCA算法和KPCA算法对建筑物室内能量流动模型的参数进行特征参数提取的主要步骤如下：

3.1)将建筑物室内能量流动模型划分为若干局部控制区域和非控制区域；

3.2)利用PCA算法对每个局部控制区域的线性参数进行特征参数提取；

3.3)利用KPCA算法对建筑物室内整体能量流动模型的非线性参数进行特征提取；

4)利用K-means算法对特征参数对应的空域离散网格进行聚类，从而形成能量节点；

5)在能量节点中选取一级聚变点、二级聚变点和稳定点，将传感器分别布置在选取的一级聚变点、二级聚变点和稳定点所在位置上；

按照能量流动状态参数E即同一个簇的能量波动误差值，依据能量波动误差值得大小将对应簇的能量节点依次被划分为一级聚变点、二级聚变点和稳定点；其中，一级聚变点在整体建筑范围内的能量流动状态参数E波动误差最大；二级聚变点在各自局部控制范围内的能量流动状态参数E波动误差最大；稳定点在各自局部控制范围内的能量流动状态参数E波动误差最小。

2.根据权利要求1所述的一种基于能量节点的无线传感网络节点部署方法，其特征在于：所述建筑物环境系统参数包括建筑物的室内外温湿度、光照、风速、建筑物内部结构、建筑物外部结构、建筑物进出口大小、通风量和建筑物内部冷热源布局；建筑物内部冷热源布局包括冷负载器的制冷量、热负载器的制热量和用电设备。

3.根据权利要求1所述的一种基于能量节点的无线传感网络节点部署方法，其特征在于：所述CAD实体模型等比例还原建筑物内部结构和建筑物外部结构。

4.根据权利要求3所述的一种基于能量节点的无线传感网络节点部署方法，其特征在于：CAE力学模型由CAD实体模型网格划分得到。

5.根据权利要求1所述的一种基于能量节点的无线传感网络节点部署方法，其特征在于，利用K-means算法对特征参数进行聚类的主要步骤如下：

1)利用K-means算法对特征参数对应的空域离散网格进行聚类，使每个簇的能量流动状态参数E满足E_min≤E≤E_max；E_min和E_max分别表示预设的能量流动状态参数最小值和最大值；

2)将每个簇设置为能量节点。

6.根据权利要求1所述的一种基于能量节点的无线传感网络节点部署方法，其特征在于：每级聚变点包括聚变源点和聚变末端点。

7.根据权利要求1所述的一种基于能量节点的无线传感网络节点部署方法，其特征在于：二级聚变源点和一级聚变源点连线方向与风向一致；二级聚变末端点和一级聚变末端点连线方向与风向一致。