[发明专利]一种保温防水一体化建筑屋面性能监测装置

摘要

本发明提供了一种保温防水一体化建筑屋面性能监测装置，其包括传感器网络节点和监测中心服务器，所述传感器网络节点布置在被测部位并与监测中心服务器通过局域网相连接，监测中心服务器通过网络向远程用户提供数据服务或发出预警信息；所述传感器网络节点包括：采用椭圆定位法进行定位的传感器网络定位模块、用于对传感器的费用和能量进行约束的传感器约束模块、采用色素增感型光电池供能的自供电模块和数据修正模块。本发明使用寿命长，监测精度高，加快了传感器网络节点的定位速度，且对传感器的费用和能量进行约束，最大限度的节省了监测成本。

主权项

一种保温防水一体化建筑屋面性能监测装置，包括传感器网络节点、局域网、监测中心服务器和短信报警模块，所述传感器网络节点布置在被测部位并与监测中心服务器通过局域网相连接，监测中心服务器通过网络向远程用户提供数据服务或发出预警信息，也可通过短信报警模块发出预警短信，其特征是，所述传感器网络节点包括：(1)传感器网络定位模块，用于获取传感器网络节点自身位置信息，其包括依次连接的任务驱动子模块、定位子模块和信号处理子模块，所述任务驱动子模块通过局域网与监测中心服务器连接，任务驱动子模块驱动定位子模块获取特定传感器网络节点的自身位置信息，所述信号处理子模块读取所述特定传感器网络节点的自身位置信息后将自身位置信息送至所述监测中心服务器；所述定位子模块采用椭圆定位法进行定位，定位时设传感器网络节点的坐标为(x,y)，参考节点的坐标为(x_n,y_n)，n＝A,B,C,D，以(x_A,y_A)作为第一参考节点的坐标，以(x_m,y_m)作为第二参考节点的坐标，定位方程为：$\sqrt{{(x-x_m)}^2+{(y-y_m)}^2}+\sqrt{{(x-x_A)}^2+{(y-y_A)}^2}=d_{Am}$其中，m＝B,C,D，d_Am为传感器网络节点到第一参考节点、第二参考节点的距离和，求解方程得到传感器的位置；(2)传感器约束模块，用于对传感器的费用和能量进行约束，将传感器网络表示为无向带权连接图W＝(N,L)，N表示网络节点数，L表示双向链路集，约束函数为：$f=\frac{1}{\[{\mathrm{\Σ}}_{l\∈L}c\left(l\right)+{\mathrm{\Σ}}_{n\∈N}c\left(n\right)\]\[{\mathrm{\Σ}}_{l\∈L}p\left(l\right)+{\mathrm{\Σ}}_{n\∈N}p\left(n\right)\]}({\mathrm{Af}}_b+{\mathrm{Bf}}_d+{\mathrm{Cf}}_{dj}+{\mathrm{Df}}_{pl})$其中，f_b、f_d、f_dj、f_pl分别为带宽、延时、延时抖动、丢包率惩罚函数，A、B、C、D分别为f_b、f_d、f_dj、f_pl的加权系数，[Σ_l∈Lc(l)+Σ_n∈Nc(n)]为费用约束，[Σ_l∈Lp(l)+∑_n∈Np(n)]为能量约束；当传感器网络路由满足带宽、延时、延时抖动、丢包率约束条件时，f_b、f_d、f_dj、f_pl的取值皆为1，其他情况f_b、f_d、f_dj、f_pl的取值皆在(0，1)范围内，费用约束和能量约束应当在满足带宽、延时、延时抖动及丢包率约束的条件下取最小值；(3)自供电模块，用于向传感器供能，其包括可在光照条件下向传感器持续供能的色素增感型光电池。