本發(fā)明涉及公共安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的微量爆炸物監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中，應(yīng)用的炸藥類檢測系統(tǒng)主要是光譜類儀器，比如基于核子四極諧振法，基于x射線法等，不能微型化，價格高，顯然不能滿足公共安全監(jiān)測的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的微量爆炸物監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

提供了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的微量爆炸物監(jiān)測系統(tǒng)，包括爆炸物傳感監(jiān)測模塊、報警模塊和爆炸物測控管理中心，所述的報警模塊與爆炸物測控管理中心遠程通信連接，爆炸物傳感監(jiān)測模塊用于通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息，并將微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息發(fā)送至爆炸物測控管理中心，爆炸物測控管理中心對微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息進行分析處理，在化學(xué)量參數(shù)信息異常時將化學(xué)量參數(shù)信息和異常爆炸物的定位信息發(fā)送至報警模塊進行報警。

本發(fā)明的有益效果為：通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了微量爆炸物的智能監(jiān)測，成本低。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明監(jiān)控基站的連接框圖。

附圖標(biāo)記：

爆炸物傳感監(jiān)測模塊1、報警模塊2、爆炸物測控管理中心3、電源管理模塊10、計算機接口20、無線通信模塊30、中央處理器40。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。

參見圖1、圖2，本實施例提供的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的微量爆炸物監(jiān)測系統(tǒng)，包括爆炸物傳感監(jiān)測模塊1、報警模塊2和爆炸物測控管理中心3，所述的報警模塊2與爆炸物測控管理中心3遠程通信連接，爆炸物傳感監(jiān)測模塊1用于通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息，并將微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息發(fā)送至爆炸物測控管理中心3，爆炸物測控管理中心3對微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息進行分析處理，在化學(xué)量參數(shù)信息異常時將化學(xué)量參數(shù)信息和異常爆炸物的定位信息發(fā)送至報警模塊2進行報警。

優(yōu)選地，所述的爆炸物傳感監(jiān)測模塊1包括爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點、匯聚節(jié)點、監(jiān)控基站，爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點用于采集微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息，并將采集的微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息發(fā)送至匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點用于對爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點發(fā)送的微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息進行收集和融合，其與監(jiān)控基站無線通信連接，所述監(jiān)控基站通過以太網(wǎng)與所述爆炸物測控管理中心3通信連接。

優(yōu)選地，所述爆炸物測控管理中心3包括：數(shù)據(jù)庫，用于保存微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息，還用于查詢微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息；數(shù)據(jù)分析異常報警模塊，用于對微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息進行分析處理，以及在化學(xué)量參數(shù)信息異常時將化學(xué)量參數(shù)信息和異常爆炸物的定位信息發(fā)送至報警模塊2進行報警。

優(yōu)選地，所述監(jiān)控基站包括電源管理模塊10、計算機接口20、無線通信模塊30和中央處理器40，電源管理模塊10用于提供所需電源；計算機接口20用于實現(xiàn)監(jiān)控基站接入公網(wǎng)；無線通信模塊30用于實現(xiàn)與所述爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點或匯聚節(jié)點的無線通信；中央處理器40，用于處理接收到的數(shù)據(jù)信息，存放各種變量以及緩存微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息。

本發(fā)明上述實施例通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了微量爆炸物的智能監(jiān)測，成本低。

優(yōu)選地，首輪發(fā)送微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息時，爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點直接將微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息發(fā)送至匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點對該微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息進行解碼，若解碼成功，該爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點將后續(xù)的微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息也直接發(fā)送至匯聚節(jié)點，若解碼不成功，爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點選擇其他爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點作為中轉(zhuǎn)節(jié)點來輔助發(fā)送微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息至匯聚節(jié)點，其中，該爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點選擇下一跳的中轉(zhuǎn)節(jié)點時，具體執(zhí)行：

(1)設(shè)hij表示爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點hi的第j個鄰居節(jié)點，p(hij)表示hij的擇優(yōu)連接概率值，根據(jù)下列公式確定爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的鄰居節(jié)點的擇優(yōu)連接概率值：

式中，表示hij的節(jié)點度，其中節(jié)點度表示該爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的直接相鄰的節(jié)點的數(shù)目，表示hij的鄰居節(jié)點的平均節(jié)點度，表示hij與爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點hi之間的接收信號強度指示值，表示hij的鄰居節(jié)點的平均接收信號強度指示值，r為設(shè)定的權(quán)重調(diào)整系數(shù)；

(2)對各鄰居節(jié)點按照擇優(yōu)連接概率值從大到小的順序進行排列，形成備選中轉(zhuǎn)節(jié)點列表，爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點從其備選中轉(zhuǎn)節(jié)點列表中選擇擇優(yōu)連接概率值最大的作為下一跳中轉(zhuǎn)節(jié)點。

本優(yōu)選實施例定義了下一跳中轉(zhuǎn)節(jié)點的選擇策略，從而實現(xiàn)快速有效的最優(yōu)中轉(zhuǎn)節(jié)點選取，方法簡單便捷，在選擇中轉(zhuǎn)節(jié)點時，以爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的相對節(jié)點度和相對鏈路質(zhì)量狀況作為篩選因素，從而選擇不容易失效、鏈路質(zhì)量最優(yōu)的中轉(zhuǎn)節(jié)點來輔助傳輸微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息，保證微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息傳輸?shù)目煽慷取?/p>

優(yōu)選地，爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點在發(fā)送微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息時不斷調(diào)整自身的發(fā)射功率，具體為：

(1)在發(fā)送微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息前，爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點hi以最大發(fā)射功率向其他爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點發(fā)送鄰居確認(rèn)消息，任意爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點收到鄰居確認(rèn)消息后，向hi發(fā)送反饋消息，反饋消息包括自身節(jié)點標(biāo)識、當(dāng)前剩余能量值、初始最大能量值、接收信號強度值以及與hi通信時的最小發(fā)射功率，爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點hi根據(jù)反饋消息按照由小到大的順序排列得到的最小發(fā)射功率，形成最小發(fā)射功率列表，并定義為{qi1,qi2,…,qin}，n表示爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點hi的鄰居節(jié)點數(shù)目；

(2)爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點hi開始時以qi1發(fā)送微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息，并按照{(diào)qi1,qi2,…,qin}的順序依次更新發(fā)射功率，并依次計算不同發(fā)射功率時的節(jié)點性能評價值，設(shè)u(qix)表示爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點hi在發(fā)射功率為qix時的節(jié)點性能評價值，其中x＝1,…,n，％ix為爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點hi在發(fā)射功率為qix時具有的鄰居節(jié)點數(shù)目，u(qix)的計算公式為：

其中，表示爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點hi在發(fā)射功率為qix時的第5個鄰居節(jié)點，分別為的當(dāng)前剩余能量、初始能量，為hi,之間的鏈路質(zhì)量值，為hi,之間的歐式距離，wt、dt分別為人為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)鏈路質(zhì)量值、標(biāo)準(zhǔn)歐式距離值，β為設(shè)定的權(quán)重調(diào)整系數(shù)；

(3)當(dāng)滿足下列功率更新停止條件時，爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點hi停止發(fā)射功率更新，并將qix作為最優(yōu)發(fā)射功率，按照最優(yōu)發(fā)射功率進行后續(xù)微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息傳輸：

式中，qix+1表示在{qi1,qi2,…,qin}中發(fā)射功率qix的后一個發(fā)射功率。

本優(yōu)選實施例設(shè)置了爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的功率調(diào)整策略，其中還定義了節(jié)點性能評價值的計算公式，該計算公式利用爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點在當(dāng)前發(fā)射功率下的鄰居節(jié)點能量和距離來衡量爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的性能，能夠在一定程度上體現(xiàn)爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的負(fù)荷承受能力和微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息傳輸效率；

本優(yōu)選實施例以爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的發(fā)射功率作為控制條件，計算不同發(fā)射功率下爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的節(jié)點性能評價值，并采用取值較為穩(wěn)定時的最小發(fā)射功率作為最優(yōu)發(fā)射功率進行后續(xù)微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息傳輸，能夠均衡各爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的能耗和負(fù)載，增大爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的傳輸微量爆炸物的化學(xué)量參數(shù)信息的效率，從而在整體上延長了爆炸物傳感監(jiān)測模塊1的網(wǎng)絡(luò)生命周期。

優(yōu)選地，hi,之間的鏈路質(zhì)量值按照下列公式計算：

式中，表示鏈路hi,之間hi的接收信號強度值，表示鏈路hi,之間的接收信號強度值。

爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點之間進行相互通信時，正向和反向的鏈路質(zhì)量并不一致，因此容易導(dǎo)致信息傳輸不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點不能成功傳輸信息，本優(yōu)選實施例用正反兩向的接收信號強度指示值來計算hi,之間的鏈路質(zhì)量值，能夠更準(zhǔn)確地反映hi,之間的鏈路質(zhì)量，從而為爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的發(fā)射功率的優(yōu)化調(diào)整奠定良好的基礎(chǔ)，進一步保證各爆炸物化學(xué)傳感節(jié)點的能耗和負(fù)載均衡。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。