[發(fā)明專利]基于無線傳感器網(wǎng)絡的安全監(jiān)控與應急指控系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810060048.6
• 申請日: 2008-03-05
• 公開（公告）號: CN101441798A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 沈杰;馬奎;黃河清;姚道遠;劉海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中科院嘉興中心微系統(tǒng)所分中心
• 主分類號: G08B21/00
• 分類號: G08B21/00;G08B25/10;H04L29/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 沈志良

技術領域

本發(fā)明屬于無線傳感器網(wǎng)絡應用領域，特別是一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的安全監(jiān)控與應急指揮控系統(tǒng)。

背景技術

城市公共安全是國家安全和社會穩(wěn)定的基石。近年來，國內(nèi)外恐怖活動日益猖獗且形式多樣。城市公共安全事件急劇增加，造成人財物的巨大損失，城市反恐與安全問題已成為世界性熱點，成為各國政府和社會關注的焦點。

“9.11”事件以后，各國紛紛提高了對安全反恐的重視程度與投入力度。美國能源部于2002年啟動了“應對生化恐怖對策項目”--PROTECT，由美國Sandia國家實驗室負責研究，以盡早發(fā)現(xiàn)以地鐵及車站等場所為目標的生化恐怖襲擊，并及時采取對策的系統(tǒng)，該系統(tǒng)實際上是檢測有毒氣體的生/化學傳感器與網(wǎng)絡技術相結(jié)合的系統(tǒng)。2004年，Sandia國家實驗室又進行了“空前敏感”的項目研究，目標是將已布設的無線網(wǎng)絡節(jié)點與移動車輛上的傳感器組成網(wǎng)絡，實現(xiàn)兩分鐘內(nèi)探測出化學武器攻擊。2005年，美國國家安全研究報告指出“化學武器將繼續(xù)成為恐怖分子的襲擊手段之一”。美國國會的國土安全分委員會認為，應該高度重視來自化學危險品的威脅，為機場、地鐵等高價值設施建立防護系統(tǒng)，在‘PROTECT’項目的基礎上啟動了‘PROACT’，重點解決薄弱點評估、被動防護、生化探測體系架構(gòu)、反應計劃、模擬演習等關鍵問題。2005年，倫敦地鐵爆炸事件發(fā)生后，當局在所有115個地下車站內(nèi)安裝了名為“快速追蹤”的火災、毒氣探測與報警系統(tǒng)，包括一個探測范圍寬廣的模擬可尋址煙霧與熱量探測系統(tǒng)，以及其他一些諸如遙控關門器、應急有線廣播系統(tǒng)、防火閥控制裝置、檢票門等安全防火設施。2006年5月，日本運輸省在東京Kasumigaseki地鐵車站對新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行了技術試驗，以檢驗系統(tǒng)對旅客中恐怖分子的識別能力。

近年來，隨著微電子技術、無線通信技術及MEMS技術的發(fā)展，集環(huán)境感知與無線通信功能為一身的低功耗傳感節(jié)點的設計與應用成為了現(xiàn)實。由此應運而生的無線傳感器網(wǎng)絡是當前國際上備受關注的、由多學科高度交叉的新興前沿的熱點研究領域，是信息感知、采集的一場革命，在城市公共安全方面的應用已倍受人們關注，更是為城市安全系統(tǒng)的建設提供了一種可行、可靠的技術選擇和系統(tǒng)解決方案。自傳感網(wǎng)絡被提出以來，一直受到各國軍事部門、學術界、工業(yè)界的極大關注，均投入了大量的人力、物力用于研發(fā)傳感網(wǎng)絡相關技術、標準與產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設計出一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的安全監(jiān)控與應急指揮控系統(tǒng)，包括預先布設的帶有傳感器的無線傳感器節(jié)點與固定指揮控制系統(tǒng)組成的預警防護系統(tǒng)、應急指揮車系統(tǒng)、臨時信息傳輸與收集設備、事件處理人員攜帶的移動終端設備。

本發(fā)明的基于無線傳感器網(wǎng)絡的安全監(jiān)控與應急指揮控系統(tǒng)的構(gòu)成包含括下部分：

1)預警防護系統(tǒng)：其功能至少包括重要部位警戒、快速安檢、異常行為識別，它通過在公共場所重要位置預先布設傳感預警節(jié)點進行日常檢測預警工作；

2)應急處置系統(tǒng)：在檢測到緊急事件后應急指揮車前往事件現(xiàn)場進行指揮控制，一些無線傳感器節(jié)點被臨時布設到事件發(fā)生區(qū)域并自動組網(wǎng)進行現(xiàn)場實時檢測，事件處理人員攜帶無線信息終端進入事件區(qū)域進行處理工作，應急處置系統(tǒng)為移動應急指揮系統(tǒng)、指揮中心和多級聯(lián)動系統(tǒng)。

上述系統(tǒng)的工作流程為：

1)在公共場所中需要重點監(jiān)控的部位如通風口、出入口、停車場等地預先布置預警檢測節(jié)點，一旦探測到異常情況發(fā)生，預警傳感器節(jié)點通過事先布設的無線通路將報警信息傳遞到固定指揮中心。固定指揮中心對報警信息進行分析與初步判斷，去除虛警。

2)如果初步判斷有緊急事件發(fā)生，就啟動應急預案，調(diào)動應急指揮車與事件處理人員到達事件現(xiàn)場，并將隨機布設生化、毒氣、核輻射端機傳感器撒布到事件現(xiàn)場，組成突發(fā)事件現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)，及時、準確地探測事件現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)，包括毒氣濃度、核輻射強度等，從而最大可能地減小傷亡。此外，傳感器網(wǎng)絡也可避免現(xiàn)場工作人員直接暴露在核輻射、有毒氣體等危害物質(zhì)的環(huán)境中。

現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)各傳感器采用隨機布設方式，隨機布設的各傳感器通過分簇、網(wǎng)狀、星型及混合其模式組網(wǎng)形成監(jiān)控網(wǎng)絡，監(jiān)控信息通過無線的方式傳送到應急指揮車。

此外根據(jù)事件現(xiàn)場附近通風管口結(jié)構(gòu)布局，氣體、煙霧擴散模式，迅速分析毒氣毒物散布范圍、相對濃度、擴散速度及擴散規(guī)律等，為人群緊急疏散路線提供依據(jù)。