楼字中火灾监测无线传感节点覆盖算法研究.pdf

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1、通信与信息处理《自动化技术与应用》2010年第29卷第7期CommunicationandInformationProcessing楼字中火灾监测无线传感节点覆盖算法研究陈扬1，刘苏敏(1．武汉理工大学自动化学院，湖北武汉430070；2．武汉理工大学机电学院，湖北武汉430070)摘要：该文介绍了无线传感网络在智能楼宇中的应用，详细分析了基于无线传感网络的楼宇火灾监测预警系统的系统结构，并从数学角度论证了一种在楼宇环境内应用的无线传感网络节点高效覆盖算法，有效地解决了冗余覆盖问题。关键词：智能楼宇；无线传感网络；节点覆盖中图分类号：TP212。9

2、文献标识码B文章编号：10037241(2010)07—0039—03ResearchontheNodeCoverageInwirelessSenorNetworkBasedonBuildingFireMonitoringCItENYang’，LIUShu-Min(1．InstituteofAutomation，WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070China；2．InstituteofMechanicalandElectricalEngineering，WuhanUniversityofTechnology

3、,Wuhan430070China)Abstract：Thispaperintroduceswirelesssensornetworkapplicationsinsmartbuildings，thebuildingsmonitoringandearlywarningfiresystemstructurebasedonwirelesssensornetworksareanalysedindetail．Awirelesssensorefficientnetworknodecoveringalgorithminthebuildingenvironment

4、isprovedfrommathematialpoint．Itsolvestheproblemofredundantcoverageeffectively．Keywords：intelligentbuilding；wirelesssenornetwork；nodecoverage1引言统的，在有线系统中数据传输线缆的安装和维护往往比智能楼宇是建筑技术和现代计算机信息技术的结监测传感器本身的成本要贵，而且随着应用范围的加大合，在建筑物内部，采用计算机技术对楼宇中的设备进有线布局的局限性和扩展性不足的缺点日益明显【。无行自动控制，对信息资源进行优化管理

5、，使人们获得安线传感器的低廉造价和无线网络的低成本安装正好弥全、舒适、高效的办公和居住环境。智能楼宇包含了楼补了这些缺点，所以将无线传感网络应用在楼宇自控系宇自动化(BA)、通信自动化(CA)、办公自动化(OA)、安统中显得非常有意义。文中主要介绍了基于无线传感全保卫自动化系统(SAS)和消防自动化系统(VAS)五种功网络的楼宇火灾监测预警系统构成，并针对楼宇中的无能，其中楼宇自动化控制系统是智能建筑中最基本和最线传感网络的特殊性提出了一种高效的节点覆盖设置重要的部分【¨。它的任务是对建筑物的能源、环境及安方法，以实现无线传感网络的最大覆盖。全设施

6、进行实时监测和自动控制。3楼宇火灾预警系统总体结构2无线传感网络在智能楼字中的应用、基于无线传感网络的楼字火灾预警系统由数据采传统的楼宇智能化系统无论是DCS集散控制系统集传输单元、数据汇聚单元、中央控制单元三个部分组还是FCS现场总线控制系统都是基于有线数据传输系成。系统总体结构图如图l，数据采集传输单元就是前段监测节点，各类无线节点的传感器采集所监测区域的收稿日期：2o10-o2—23温度、湿度、烟雾浓度等参数，再由该节点的无线通信自动化技术与应用》2010年第29卷第7期通1言与f言息处理模块将信息数据传给邻近节点。在监测区域内，各传感某一固

7、定区域内节点的覆盖问题就可以抽象为等半径节点的采集数据以逐跳的方式通过无线传感网络形成的圆覆盖问题。由于要将不规则监测区域全部覆盖也初期已建立的路由传递给数据汇聚单元。数据汇聚单就意味着节点间的重复覆盖，我们关心的问题就是如何元即汇聚节点负责将各传感节点的数据汇总进行适当用最少的圆覆盖一定的区域，我们知道单个节点的覆盖的数据融合处理再传输给中央控制单元，数据汇聚单元面积是圆如图2(A)，两个节点的覆盖的最大面积是两圆与数据采集单元问通过无线方式传输数据，与中央控制相切如图2(B)，三个节点的无缝最大覆盖面积即三个圆单元间用以太网方式连接。中央控制单

8、元包括了管理心相互间离得尽可能远，即圆心距o0：、Ozo3、OiO尽显示平台、中央控制器、系统服务器，控制单元负责将量长如