[發明專利]無線傳感網火災態勢監控系統實現方法

無效

• 申請號: 200810060076.8
• 申請日: 2008-03-05
• 公開（公告）號: CN101291267A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 沈杰;姚道遠;黃河清;馬奎;劉海濤
• 申請（專利權）人: 中科院嘉興中心微系統所分中心
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L29/08;H04L12/56;G08B25/00
• 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

本發明屬于無線傳感網應用管理領域，涉及一種大樓火災態勢監控系統的實現方法，。

背景技術

無線傳感器網絡(wireless?sensor?network，WSN)是當前國際上備受關注的、由多學科高度交叉的新興前沿研究熱點領域。無線傳感器網絡具有十分廣闊的應用前景，在軍事國防、工農業、城市管理、生物醫療、環境監測、搶險救災、防恐反恐、危險區域遠程控制等許多領域都有重要的科研價值和巨大實用價值，已經引起了世界許多國家軍界、學術界和工業界的高度重視，并成為進入2000年以來公認的新興前沿熱點研究領域，被認為是將對二十一世紀產生巨大影響力的技術之一，它將會對人類未來的生活方式產生深遠影響。

目前的火災態勢監控應用，通常僅布設有線檢測點，提供若干離散點的火災信息到消防監控中心。有線接入導致布設不靈活，線路容易損壞等固有問題。若干離散點的布爾信息(0/1)的綜合結果僅能提供火災的空間的大致分布情況，不能提供火災的起源點、發展趨勢，擴散方位、速度，安全通道導引等完整的火災態勢信息，無法為消防人員提供更有效的幫助。無線網絡相比有線網絡在火災態勢監控中的應用更具優勢，可以解決有線接入的布設靈活性差和高溫環境導致的線路損壞等問題。根據火災態勢監控應用的中短距離、低速率、突發性數據傳輸、網絡長期職守的特點，現有的短距離低速率無線通信技術如zigbee，在信息傳輸上可部分滿足該應用的需求。該技術通過無線多跳傳輸分組數據到指定的會聚節點，但該技術僅定義了短距離、低速率、突發數據傳輸類型的無線多跳網絡協議標準，不能滿足網絡長期職守要求，而且沒有提供其他火災態勢監控所必須的節點定位功能、信息會聚及消防態勢分析功能和消防員手持終端信息接入功能等，因此在火災態勢監控應用仍存在不足。

發明內容

本發明的目的是提供一種無線傳感網火災態勢監控系統的實現方法。

首先在消防監控的大樓做系統規劃，確定信息采集節點、信息會聚節點、火災態勢分析中心的分布圖。然后確定會聚節點自身的信息會聚機制和節點之間的路由策略，實現單個會聚節點的會聚信息多跳傳輸到火災態勢監控中心的功能。火災態勢監控中心的綜合態勢分析平臺根據接收到的歷史信息實時生成火災態勢。在局部網絡內應用無線接入技術實現信息采集節點接入單個會聚節點的功能。信息采集節點應用無線定位技術獲得所屬會聚節點的相對定位信息。在網絡系統工作的大部分時間，網絡流量較小，一旦出現火災事件，則突發生成大量的網絡數據流量，為此在信息采集節點上應用事件觸發的流量自適應調節技術，以獲得網絡能量消耗和QoS需求的折中優化。消防人員的手持終端需靈活接入大樓的火災態勢分析和存儲服務器，并動態獲得當前火災態勢，輔助消防決策。

本發明采用如下技術方案：

1.信息采集節點到信息會聚節點的快速無線接入技術；信息采集節點到信息匯聚節點的跳數限制在1～3跳，以支持低時延信息傳輸。網絡拓撲采用樹型或者簇型結構，節點的MAC接入方式為超幀調度加睡眠管理。路由策略使用擴散路由建立機制。

2.事件觸發的流量和工作任務周期自適應調節。網絡職守階段大部分節點周期上報附近的溫度和煙霧濃度信息，數據上報速率設為T₁，發生火災事件，節點將信息上報速率自適應調整為T₂，要求T₁□T₂，并且T₁到T₂的切換時間限制在較小的時間內。信息采集節點接收到攜帶有事件消息的數據分組，調整任務工作周期，以滿足突發增加的數據傳輸所需的帶寬。

3.信息會聚節點的分布規劃、多跳傳輸方案。

在網絡系統的規劃期，實現信息匯聚節點的位置分布的規劃，會聚節點之間的多跳傳輸采用無線局域網通信標準，路由機制為表驅動。

4.監控中心服務器的態勢分析

監控中心通過無線基站收集整個網絡上傳的分組數據，并提取出指定時間范圍之內的有效事件信息參數組，并繪制消防態勢發展趨勢圖和做出輔助消防決策的預測結果。

5.手持終端接入和信息獲取

消防人員通過手持終端能無線接入大樓的態勢分析服務器，接入方式應用相關的無線局域網接入標準。手持終端無線接入服務器基站，實時獲取整個大樓的消防態勢，也可以獲取指定位置的消防態勢。手持終端要求具有能將下載的態勢信息通過GIS繪圖并顯示的功能。

本發明可實現對大樓火災態勢監控系統的有效監控。

附圖說明

圖1為網絡系統拓撲示意圖。

圖2為無線節點組網流程圖。