[發(fā)明專利]一種基于傳感器網(wǎng)絡的室內(nèi)應急導航方法

有效

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• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN101895953A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 孫利民;陳永樂;秦偉俊;張仲陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院軟件研究所
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W84/18;G01C21/00
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 馮藝東

1.一種基于傳感器網(wǎng)絡的室內(nèi)應急導航方法，包括以下步驟：

1)在室內(nèi)場景中部署傳感器節(jié)點，在走廊部署探測節(jié)點，在交叉路口及出口部署導向節(jié)點；

2)探測節(jié)點將檢測到的人數(shù)信息發(fā)送給導向節(jié)點，導向節(jié)點計算出室內(nèi)人員通過各走廊的平均速度，進一步計算出權(quán)值w；

3)建立傳感器網(wǎng)絡圖G＝(V，E，w)，V代表實際導向節(jié)點，邊E表示兩個導向節(jié)點之間走廊，權(quán)值w表示室內(nèi)人員通過兩個導向節(jié)點之間走廊的時間；任意導向節(jié)點v的鍵值為key(v)＝minx∈N(v){d(x)+w(x，v)}，其中d(x)為所有出口節(jié)點到節(jié)點x的最短距離，w(x，v)為節(jié)點x與節(jié)點v之間邊上的權(quán)值，N(v)表示v的所有鄰居節(jié)點；

4)每個導向節(jié)點計算所有鄰邊的權(quán)值，保存在鄰居表中，所有出口節(jié)點向全網(wǎng)廣播更新包(e，d(e))，其中e為出口節(jié)點號，d(e)代表出口節(jié)點e到所有出口節(jié)點的最短距離；

5)當任意非出口節(jié)點j收到節(jié)點i的權(quán)值更新包(i，d(i))后，首先將i的權(quán)值更新包與w(i，j)插入j的鄰居表中，如果在j的鄰居表中i已經(jīng)存在，則將較小的d(i)值存入表中；然后重新計算key(j)賦值給d(j)，同時向其他鄰居節(jié)點發(fā)送權(quán)值更新包(j，d(j))；

6)如果室內(nèi)人員通過各走廊的平均速度的變化值大于設定的門限值或者收到鄰居節(jié)點發(fā)送的權(quán)值更新包，導向節(jié)點進行權(quán)值w更新；

7)根據(jù)圖G中權(quán)值w的更新調(diào)整導向節(jié)點的目標節(jié)點，指導室內(nèi)人員沿著最優(yōu)路徑撤離。

2.如權(quán)利要求1所述的導航方法，其特征在于，所述步驟1)中的傳感器節(jié)點為MicaZ或者telosb傳感器；所述導向節(jié)點上連接一個顯示方向的裝置。

3.如權(quán)利要求1所述的導航方法，其特征在于，所述顯示方向的裝置為LED顯示屏。

4.如權(quán)利要求1所述的導航方法，其特征在于，所述步驟2)探測節(jié)點根據(jù)手持設備的數(shù)量檢測出室內(nèi)傳感器范圍內(nèi)的人數(shù)。

5.如權(quán)利要求1所述的導航方法，其特征在于，所述步驟2)導向節(jié)點根據(jù)以下公式計算行人平均速度：V＝112D⁴-380D³+434D²-217D+57，其中D是人群密度，取值范圍為0＜D≤0.92。

6.如權(quán)利要求1所述的導航方法，其特征在于，所述步驟6)設定的門限值為0.1m/s。

7.如權(quán)利要求1所述的導航方法，其特征在于，所述步驟6)權(quán)值更新過程包括以下步驟：

如果節(jié)點j收到來自鄰居節(jié)點k的權(quán)值更新包(k，d(k))或者權(quán)值w(j，k)發(fā)生變化，首先更新j的鄰居表并重新計算key(j)，然后判斷節(jié)點j的狀態(tài)；

對任意節(jié)點v，若key(v)＞d(v)，則節(jié)點v稱為低不穩(wěn)定節(jié)點，若key(v)＜d(v)，則節(jié)點v稱為高不穩(wěn)定節(jié)點；

如果j是低不穩(wěn)定的，并且k是j的目標節(jié)點，則將滿足key(j)＝d(x)+w(x，j)且x∈N(j)條件的節(jié)點x設為j的新目標節(jié)點，key(j)賦值給新的最短路徑值d(j)，然后向除節(jié)點x外的所有鄰居節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)值更新包(j，d(j))；如果k不是j的目標節(jié)點，不做處理；

如果j是高不穩(wěn)定的，并且k是j的目標節(jié)點，將key(j)賦值給d(j)，j的目標節(jié)點不變，然后節(jié)點j將權(quán)值更新包轉(zhuǎn)發(fā)給除k外的所有鄰居節(jié)點；如果k不是j的目標節(jié)點，則將滿足key(j)＝d(x)+w(x，j)且x∈N(j)條件的節(jié)點x設為j的新目標節(jié)點，key(j)賦值給新的最短路徑值d(j)，然后向j的除x以外的鄰居節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)值更新包(j，d(j))。

8.如權(quán)利要求1所述的導航方法，其特征在于，所述步驟7)如果滿足key(v)＝d(x)+w(x，v)且x∈N(v)，那么稱x是v的目標節(jié)點。