[發明專利]邊坡地質災害智能監控預警裝置

有效

• 申請號: 201811026384.9
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN108986414B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 徐火柳
• 申請（專利權）人: 湖南有色工程勘察研究院有限公司
• 主分類號: G08B21/16
• 分類號: G08B21/16;G08B25/10;H04W84/18
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 喬浩剛

1.邊坡地質災害智能監控預警裝置，其特征是，包括依次通信連接的環境檢測裝置、基站設備和監測預警裝置；所述環境檢測裝置包括多個隨機部署于設定的邊坡地質災害監測區域內的無線傳感器節點，多個無線傳感器節點通過自組織方式構成一個用于感知和采集邊坡環境傳感數據的無線傳感器網絡；無線傳感器節點采集的邊坡環境傳感數據最終傳送到基站設備，進而由基站設備將接收到的邊坡環境傳感數據傳送到監測預警裝置加以集中處理、存儲和顯示，以及在邊坡環境傳感數據超過設定的安全閾值時進行報警；各無線傳感器節點在網絡拓撲構建階段被分為多個簇，每個簇設有一個簇頭，網絡運行初期，各無線傳感器節點處于工作狀態，簇頭對簇內各無線傳感器節點進行感知并計算對應的感知概率；若簇頭對簇內無線傳感器節點j的感知概率大于預設感知概率閾值，簇頭將簇內無線傳感器節點j作為有效協作節點，否則令無線傳感器節點j進入休眠；簇頭根據確定的有效協作節點構建有效協作節點集，簇頭計算各有效協作節點的冗余度，并令冗余度大于1的有效協作節點進入休眠，有效協作節點集中未休眠的無線傳感器節點將負責邊坡環境傳感數據的采集工作；其中，設定感知概率的計算公式為：

1)T_i1＜K_ij時，S_i→j＝0；

2)K_ij≤T_i0時，S_i→j＝1；

3)T_i0＜K_ij≤T_i1時，

式中，S_i→j表示簇頭i對任意無線傳感器節點j的感知概率，T_i1為簇頭i的最大感知半徑，T_i0為簇頭i的最小感知半徑，K_ij為簇頭i與無線傳感器節點j的距離，d為預設的環境影響衰減系數，f為預設的無線傳感器節點性能衰減系數，e為自然常數；

其中，設定冗余度的計算公式為：

式中，V_c表示有效協作節點c的冗余度，L(c)為有效協作節點c的感知區域，R_c為有效協作節點c的鄰居節點集，其中鄰居節點為位于有效協作節點c通信范圍內的有效協作節點，L(R_c)為有效協作節點c的鄰居節點集的感知區域；

簇頭定期計算其簇內的能量均衡程度，若能量均衡程度低于預設的能量均衡程度閾值，則簇頭確定當前剩余能量滿足能量較低條件的有效協作節點，令該有效協作節點休眠，并將該有效協作節點通信范圍內的已休眠無線傳感器節點喚醒，喚醒后的已休眠無線傳感器節點則進入采集邊坡環境傳感數據的工作狀態；

其中，所述能量均衡程度的計算公式為：

式中，X_i表示簇頭i對應簇內的能量均衡程度，Y_i為簇頭i對應簇內的未休眠的有效協作節點數量，H_j為簇頭i對應簇內的第j個未休眠的有效協作節點的當前剩余能量，e為自然常數；

簇頭按照下列公式計算其有效協作節點集內的未休眠的有效協作節點的狀態值，并選擇狀態值最大的有效協作節點作為中繼節點：

式中，Q_p為簇頭i的有效協作節點集中未休眠的有效協作節點p的狀態值，S_i→p為簇頭i對所述有效協作節點p的感知概率，H_aSg為簇頭i的有效協作節點集中未休眠的有效協作節點的當前剩余能量的平均值，H_p為所述有效協作節點p的當前剩余能量，H_p0為所述有效協作節點p的初始能量，H_min為預設能量閾值下限；g₁、g₂為預設權重系數；

在數據傳輸階段，其余有效協作節點在中繼節點、簇頭中選擇距離最近的作為目的節點，將自身采集的邊坡環境傳感數據發送至目的節點；所述中繼節點在接收到的邊坡環境傳感數據量達到自身的緩存極限時將接收的邊坡環境傳感數據發送至對應簇頭。

2.根據權利要求1所述的邊坡地質災害智能監控預警裝置，其特征是，所述的監測預警裝置包括收發器、處理器、存儲器和顯示器，所述處理器電連接收發器、存儲器和顯示器。