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无线传感器网络系统平台
    【技术领域】

    本发明涉及拓扑结构、通信控制、网络自组、动态数据管理的网络系统平台的改进。

    背景技术

    传统的基础设施使得现有的灾难救援系统十分脆弱，极易因线路或电源被毁而失去效用，造成严重的后果；大型建筑物中的探测器分布有限、且不能有效的实现无线网络通讯功能，无法预测灾难发展趋势和实现被困人群跟踪显示等，救援人员难以充分获取现场信息，严重制约了救援效率；传统防灾系统的设备各自为战，难以发挥系统整体优势。设备之间获得灾难信息很难得到及时的沟通和整合，而某个重要设备在灾难中损坏很可能就意味着整个系统的失效。高层建筑因其结构、功能复杂，人员密集，疏散通道有限，发生火灾后极造成大量人员被困，如未能及时有效地疏散出被困人员，将造成群死群伤恶性事故。

    虽然在各建筑物内安装了自动消防设施，在早期发现火灾警情和预防火灾方面发挥了重要作用，但在实际使用过程中暴露出的警情处理、火灾信息预报等方面问题也日益突出，严重影响了自动消防设施功能的正常发挥。现代高层建筑内各种消防设施名目繁多，一般建设即有：火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、自动防排烟系统、室内外消火栓系统、防火卷帘操作系统，有的还有气体自动灭火系统、雨淋或水幕系统、自动闭门装置系统。目前，国内外学术界对大型建筑灾难救援存在问题的研究，仅局限于对传统系统的局部改进方面，未在系统层面解决问题。

    发明内容：

    为了实现上述问题，本发明提供了一种将无线传感器网络与建筑信息控制有机结合，构建完整的建筑灾难智能救援理论与技术体系。

    为实现上述问题，采用如下技术方案，本发明包括传感器网络在大型建筑的合理覆盖和快速自组织理论，其特征在于特定环境与部署条件下的无线网路由协议，多移动目标的跟踪，基于传感器网络的灾难发展趋势预测，分布式节点的实时数据获取；用无线传感器网络提供的可靠数据建立正确的救援决策系统并展开有效的灾难救援工作；具有快速自组能力，能实现被困人群定位与跟踪和灾难发展趋势预测的无线传感器网络系统的控制软件；建成基于无线传感器网络的建筑灾难应急救援系统的功能模型。

    本发明的有益效果：

    本发明不依赖基础设施，能多径路由、自修复和自维护；具有分布式的数据结构，在部分节点毁损时可通过重组继续工作；拥有大量分布节点和信息融合机制，能有效降低系统的误报警概率；节点多功能组合能够快速定位移动对象，预测其运动趋势等。这些特性都是传统灾难报警系统所无法比拟的，尤其是自组能力和目标定位特性，将有效提高建筑灾难救援的生存力、可靠性和效率；可以拓展到建筑结构安全监控，地铁安全检查及灾难救援、矿井内部矿难搜救等诸多领域，必将带来显著的经济效益和社会效益；解决大规模传感器网络在建筑结构中的最优覆盖问题和不同类型传感器节点的协调问题，实现网络连通率与覆盖率相平衡；建立高鲁棒性的动态网络拓扑结构，提高网络在建筑灾难环境中的抗干扰、抗毁坏能力；将高效率的无线通讯与快速准确的数据融结合起来，有效解决超量信息对网络正常通讯和能量消耗的影响，提高传感器网络在低能耗、高效率运行的情况下实时传递可靠数据的能力；使传感器网络在节点受损实效情况下，能够快速自动重组并重新开展有效工作；实现建筑物内多人员目标的同时跟踪与火灾蔓延趋势的预测，从而为救援工作提供灾难和人员的动向信息，有效提高成功救援概率；构建功能强大、具有开放性结构的仿真和实验系统，验证理论和方法的正确性，对网络关键指标进行评价与分析。

    附图说明：

    图1是本发明是无线传感器网络系统的功能模型图。

    【具体实施方式】

    本发明包括传感器网络在大型建筑的合理覆盖和快速自组织理论，在特定环境与部署条件下的无线网路由协议，多移动目标的跟踪，基于传感器网络的灾难发展趋势预测，分布式节点的实时数据获取；用无线传感器网络提供的可靠数据建立正确的救援决策系统并展开有效的灾难救援工作；具有快速自组能力，能实现被困人群定位与跟踪和灾难发展趋势预测的无线传感器网络系统的控制软件；建成基于无线传感器网络地建筑灾难应急救援系统的功能模型。