一种火灾逃生智能协助系统的制作方法

本发明涉及火灾智能监测领域，具体涉及一种火灾逃生智能协助系统。

背景技术：

当前各级消防部门装备了各类消防指挥管理系统，在提高消防管理能力、快速反应能力、指挥控制能力、火灾处置和灾难救助能力等方面发挥了重要的作用。但是，在获取火灾现场信息和消防员位置方面依然存在很多的问题。例如，目前火灾现场指挥员要想获取起火建筑物内部的火情态势等信息，只能通过无线电设备与消防员进行话音通讯，技术手段单一，信息传输容量有限，质量不高(如受外界噪声或无线电干扰及场内屏蔽的影响)，不能形象直观得获得火场信息。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种火灾逃生智能协助系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种火灾逃生智能协助系统，包括用于火灾监测的无线传感器网络监测模块和火灾监测平台，所述的无线传感器网络监测模块与火灾监测平台通信连接，所述的火灾监测平台包括火灾现场信息显示模块和消防员位置信息显示模块，所述的火灾现场信息显示模块用于显示无线传感器网络监测模块发送的火灾现场信息，所述的消防员位置信息显示模块用于实时显示火灾现场信息发送时的具体位置。

本发明的有益效果为：实现了火灾现场信息的实时监测，便于后续的火灾现场指挥和火灾现场搜救。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1本发明的结构框图；

图2是本发明火灾监测平台的连接框图。

附图标记：

无线传感器网络监测模块1、火灾监测平台2、摄像设备3、火灾现场信息显示模块10、消防员位置信息显示模块20。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1、图2，本实施例提供的一种火灾逃生智能协助系统，包括用于火灾监测的无线传感器网络监测模块1、火灾监测平台2和摄像设备3，摄像设备3设置于消防员身上，摄像设备3获取的摄像数据无线传送至火灾监测平台2；所述的无线传感器网络监测模块1与火灾监测平台2通信连接，用于采集火灾现场信息并将火灾现场信息传送至火灾监测平台2。

优选地，所述的火灾监测平台2包括火灾现场信息显示模块10和消防员位置信息显示模块20，所述的火灾现场信息显示模块10用于显示无线传感器网络监测模块1发送的火灾现场信息，所述的消防员位置信息显示模块20用于实时显示消防员位置。

本发明上述实施例的火灾智能监测系统实现了火灾现场信息的实时监测，便于后续的火灾现场指挥和火灾现场搜救。

优选地，所述的无线传感器网络监测模块1基于无线传感器网络进行火灾现场信息的采集和发送，包括多个火灾现场监测节点、移动基站和固定基站，其中火灾现场监测节点将采集的火灾现场信息传送至固定基站，进而由固定基站发送至火灾监测平台2；其中火灾现场监测节点随机部署于设定的火灾现场监测区域内，包括处理器单元、无线通信单元、信息采集单元、能量供应单元和智能开关，无线通信单元、信息采集单元和智能开关皆与处理器单元连接；所述的移动基站用于在火灾现场监测区域内移动并截获火灾现场监测节点路由中的火灾现场信息，并将截获的火灾现场信息发送至固定基站。

优选地，所述的无线传感器网络监测模块1在火灾现场监测节点中选取簇首进行簇内火灾现场监测节点的火灾现场信息收集，具体为：

(1)将火灾现场监测节点到固定基站的跳数距离作为火灾现场监测节点的标识符，各火灾现场监测节点向自身的邻居节点交互标识符信息，若火灾现场监测节点的标识符最小，则成为候选簇首，否则成为簇成员节点；

(2)火灾现场监测节点成为候选簇首后，向通信范围内的火灾现场监测节点延迟一定的时间发送“簇首竞选”消息，设sl(i)表示第i个候选簇首向通信范围内的火灾现场监测节点发送“簇首竞选”消息的延迟时间，则sl(i)按照下列公式确定：

式中，为第i个候选簇首竞争为候选簇首的持续时间，sη为人为设定的“簇首竞选”消息传遍通信范围内的火灾现场监测节点所需的时间，且qi为第i个候选簇首的剩余能量值，qij为第i个候选簇首的第j个邻居节点的剩余能量值，pi为第i个候选簇首具有的邻居节点数，分别为第i个候选簇首的可用内存、初始内存，f1、f2为设定的权值系数；

(3)若候选簇首成功发送“簇首竞选”消息，则该候选簇首竞选为簇首，若候选簇首成功在发送“簇首竞选”消息之前收到其他候选簇首的“簇首竞选”消息，则取消“簇首竞选”消息的发送，成为簇成员节点。

本优选实施例设定了消息发送的延迟时间确定公式，能够使得剩余能量较大、可用内存较优的候选簇首较早地发送“簇首竞选”消息，从而减少剩余能量较小、可用内存较差的候选簇首发送“簇首竞选”消息的数量，进一步节省了簇首选择的通信开销，降低了火灾逃生智能协助系统的网络能耗。

优选地，簇成员节点将采集的火灾现场信息发送至簇首时，选择优选值最大的邻居节点作为下一跳转发节点，设wab表示第a个簇成员节点的第b个邻居节点，h(wab)表示wab的优选值，定义h(wab)的计算公式为：

式中，qab、分别表示wab的剩余能量值、初始能量值，rab→o表示wab到固定基站的跳数距离，表示wab的位置，表示固定基站的位置，表示距离wab最近的簇首的位置，表示位置到位置之间的欧式距离，g(·)为取值函数，若则若则γ为设定的权值系数，0<γ<1。

本优选实施例定义了下一跳转发节点的选取机制，按照该选取机制选取下一跳转发节点，能够在保障火灾现场信息成功转发的前提下获得到固定基站的较短路径，减少通信开销，同时尽量重叠火灾现场信息转发的路径，从而能够节省火灾逃生智能协助系统的信息采集能耗，延长系统中无线传感器网络的生命周期，保障火灾逃生智能协助系统正常运行。

优选地，移动基站在火灾现场监测区域内移动并截获火灾现场监测节点路由中的火灾现场信息时，具体执行：

(1)按照下列公式确定移动基站的初始停留位置：

式中，表示固定基站的位置，表示第e个簇首的位置，nb为簇首的数目；

(2)将初始停留位置与固定基站直线连接形成的路径设定为移动基站的访问路径，设发送火灾现场信息的火灾现场监测节点为活跃节点，移动基站移动到初始停留位置后，确定其邻居节点中是否存在活跃节点，若存在活跃节点，移动基站移动到活跃节点的几何中心位置后暂时停留，向活跃节点发送消息，通知活跃节点修改下一跳为移动基站，进而截获活跃节点的火灾现场信息；

(3)若不存在活跃节点，移动基站继续沿着设定的访问路径移动距离，λ根据实际情况确定，确定其邻居节点中是否存在活跃节点，若存在活跃节点，移动基站移动到活跃节点的几何中心位置后暂时停留，向活跃节点发送消息，通知活跃节点修改下一跳为移动基站，进而截获活跃节点的火灾现场信息；

(4)重复(3)，直至移动基站到达固定基站的位置。

本优选实施例中，移动基站按照设定的移动路线移动，并根据设定的火灾现场信息截获方式截获火灾现场信息，能够最优化地平衡各火灾现场监测节点的负载，节省火灾逃生智能协助系统在火灾现场信息方面的收集和传输能耗，从而为火灾逃生智能协助系统的正常运行奠定良好的基础。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。