專利名稱：：基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三維緊急逃生引導(dǎo)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種在建筑樓宇內(nèi)緊急逃生弓I導(dǎo)方法。
背景技術(shù)：
：隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，高層建筑、復(fù)雜建筑已經(jīng)越來(lái)越普遍。在許多公眾聚集的場(chǎng)所，如賓館、酒店、夜總會(huì)、歌舞廳、電影院、小商品市場(chǎng)等建筑物，其內(nèi)部的通道錯(cuò)綜復(fù)雜，人員的流動(dòng)量巨大。在這些建筑物內(nèi)一旦有災(zāi)難(如火災(zāi))發(fā)生，如果沒(méi)有逃離災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)的有效引導(dǎo)，后果將不堪設(shè)想。據(jù)消防統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)2007年共發(fā)生火災(zāi)15.9萬(wàn)起(不包含森林、草原、軍隊(duì)、礦井地下部分火災(zāi))，死亡1418人，受傷863人，直接財(cái)產(chǎn)損失9.9億多元。其中在人員密集場(chǎng)所，如商場(chǎng)市場(chǎng)、賓館飯店、娛樂(lè)場(chǎng)所、學(xué)校醫(yī)院等共發(fā)生火災(zāi)8581起，死亡156人，受傷150人，直接損失多達(dá)18679萬(wàn)元。復(fù)雜建筑、人員密集場(chǎng)所如何有效疏散內(nèi)部人員逃離災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)及組織外部人員進(jìn)行有救援，一直是人們所關(guān)心的問(wèn)題。如果能研制出一種逃生引導(dǎo)系統(tǒng)，在火災(zāi)等緊急事件發(fā)生時(shí)，能根據(jù)當(dāng)時(shí)環(huán)境的情況，快速智能地指示出最佳逃生路徑，使得建筑物內(nèi)部逃生人員能夠根據(jù)此指示迅速、有序地逃離災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)又能檢測(cè)出火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)，幫助外部人員準(zhǔn)確定位火災(zāi)地點(diǎn)，輔助外部救援人員更有效地組織救援工作，那么就可以在一定程度上解決復(fù)雜建筑物中發(fā)生火災(zāi)時(shí)緊急逃生及緊急救援困難的問(wèn)題。這種緊急逃生引導(dǎo)系統(tǒng)的研制具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。傳統(tǒng)的緊急逃生指示系統(tǒng)一般都是由若干個(gè)靜止指向某一個(gè)方向的指示器組成，該指向一般都是指向緊急出口。但是由于建筑物的復(fù)雜性，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)該指向就不一定是一個(gè)安全的指向。所以控制指示器的指向使之指向正確的逃生方向，就有兩種控制方式有線和無(wú)線方式。由于有線控制方式主要存在著兩個(gè)缺陷(1)在建筑物中有布線的限制，增加了成本，而且如果火災(zāi)把線路燒毀的話，就將失去對(duì)指示系統(tǒng)的控制；(2)有線系統(tǒng)都是采用集中式的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算火災(zāi)發(fā)生時(shí)的最佳引導(dǎo)路徑，但是存在效率問(wèn)題，系統(tǒng)先要檢測(cè)到火災(zāi)發(fā)生的位置，然后由中央控制系統(tǒng)算出最佳路徑，再通過(guò)有線方式去控制指示器的指向。還有就是當(dāng)火災(zāi)蔓延時(shí)，系統(tǒng)又要再次重復(fù)上面的過(guò)程由中央控制系統(tǒng)再去重新計(jì)算一遍最佳路徑，這將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的效率?；谝陨系目紤]，采用無(wú)線的方式將更加有優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)(1)沒(méi)有布線的限制，指示器可以按照要求布置在建筑物內(nèi)的任何位置，成本也將大大降低；(2)整個(gè)系統(tǒng)采用分布式計(jì)算的方式計(jì)算出逃生路徑，整體的計(jì)算速度也要快于集中式的計(jì)算方法，而且不會(huì)由于某幾個(gè)點(diǎn)的燒毀很影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。但是，現(xiàn)有的無(wú)線方式逃生引導(dǎo)方法存在的缺陷是不能獲取最佳的逃生路徑，可靠性較差。
發(fā)明內(nèi)容為了克服己有的逃生引導(dǎo)方法的不能獲取最佳的逃生路徑，可靠性較差的不足，本發(fā)明提供一種能獲取最佳的逃生路徑、具有良好的可靠性的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三維緊急逃生引導(dǎo)方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三維緊急逃生引導(dǎo)方法，包括以下步驟1)節(jié)點(diǎn)初始化設(shè)置每個(gè)節(jié)的權(quán)值</，W>，其中，/表示節(jié)點(diǎn)所處的樓層的危險(xiǎn)程度，在初始情況下等于節(jié)點(diǎn)所處的樓層；W表示節(jié)點(diǎn)在該樓層中的危險(xiǎn)程度，所述節(jié)點(diǎn)與相鄰節(jié)點(diǎn)之間的跳數(shù)為1;初始化階段分兩個(gè)步驟完成第一，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)到他所在樓層的出口或樓梯節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)；第二，利用節(jié)點(diǎn)到出口或樓梯節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的初始權(quán)值。(1.1)計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)到它所在樓層的出口或樓梯節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)該過(guò)程分樓層分別進(jìn)行。該過(guò)程由出口節(jié)點(diǎn)廣播/w/r報(bào)文開(kāi)始。/iv/r報(bào)文的格式如下<e_id，f_id，hop>。三個(gè)字段分別表示出口節(jié)點(diǎn)id、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)id及轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)至出口節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)。一出口節(jié)點(diǎn)x首先廣播/A7r報(bào)文(x,x,0》節(jié)點(diǎn)y收到該報(bào)文后判斷若節(jié)點(diǎn)x是新出口節(jié)點(diǎn)則添加至出口列表，并記錄下跳數(shù)/^;若不是新出口節(jié)點(diǎn)并且^>&;+1，則&=/w;+l，然后重構(gòu)/iv/r報(bào)文(x,少，/^)并轉(zhuǎn)發(fā)。最后每個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算出距離自身最近的出口節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)并記錄在&中。其他樓層可以將樓梯節(jié)點(diǎn)看成是該層的出口節(jié)點(diǎn)，處理過(guò)程相同。(1.2)節(jié)點(diǎn)初始權(quán)值的計(jì)算節(jié)點(diǎn)初始權(quán)值的計(jì)算方式如下-屮/rxax/zcxe產(chǎn)1J,"o<ie,.giVo，a/(1)w必0,朋*efiv;zYor5Va/rw^表示一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以到&的最大權(quán)值，《值將用f賦，發(fā)^災(zāi)難的，點(diǎn)、K(權(quán)值。m是該層出口或樓梯的個(gè)數(shù)，算法使用tl來(lái)衡量節(jié)點(diǎn)距離各個(gè)出口節(jié)點(diǎn)的hop，并取各hop倒數(shù)和的負(fù)數(shù)作為指數(shù)，稱之為綜合距離指數(shù)。Z^指距離該節(jié)點(diǎn)最近的出口節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)。參數(shù)"用于衡量初始權(quán)值占的比重。節(jié)點(diǎn)的初始樓層權(quán)值設(shè)置為節(jié)點(diǎn)所處的樓層。每個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)保存一個(gè)包含鄰居節(jié)點(diǎn)信息的表格，其中包括鄰居節(jié)點(diǎn)的編號(hào)、類型、權(quán)值和位置。2)引導(dǎo)過(guò)程設(shè)定以下參數(shù)D:—個(gè)常數(shù)。若某個(gè)傳感器與任何災(zāi)難發(fā)生點(diǎn)的距離均小于或等于此常數(shù)，則稱此傳感器位于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)；4&:偵測(cè)到火災(zāi)的傳感器的權(quán)值^，w^);<:傳感器i的初始權(quán)值(/,,);4:傳感器i的權(quán)值(/,，W,);e。.從一個(gè)偵測(cè)到緊急狀況的傳感器i到另一傳感器j之間的跳數(shù)。當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)X感測(cè)到火災(zāi)后，將自身權(quán)值設(shè)置為4^并將同時(shí)廣播緊急報(bào)文EMG，其他節(jié)點(diǎn)收到緊急報(bào)文后通過(guò)計(jì)算來(lái)決定自身的引導(dǎo)方向；當(dāng)一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)y收到鄰居節(jié)點(diǎn)z發(fā)來(lái)的緊急報(bào)文后，傳感器節(jié)點(diǎn)y首先用^來(lái)更新鄰居列表中z的權(quán)值，然后節(jié)點(diǎn)y按以下步驟執(zhí)行(2.1)節(jié)點(diǎn)y判斷x是否是新的災(zāi)難信息，以此來(lái)更新節(jié)點(diǎn)到災(zāi)難節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)、,(2丄1)如果是新的災(zāi)難消息，節(jié)點(diǎn)y到災(zāi)難節(jié)點(diǎn)x的跳數(shù)e^更新為(hop+l);(2丄2)如果不是新的災(zāi)難消息，節(jié)點(diǎn)y判斷hop+l是否小于、,如果是則e^更新為(hop+l);否則不做修改；(2.2)節(jié)點(diǎn)y判斷e^是否小于或等于D，如果成立則表示節(jié)點(diǎn)y位于危險(xiǎn)區(qū)域之內(nèi)，節(jié)點(diǎn)y要立即升高自身的權(quán)值來(lái)表示；如果一個(gè)樓梯節(jié)點(diǎn)的下層樓梯節(jié)點(diǎn)處于危險(xiǎn)區(qū)域中，則認(rèn)為該樓梯也處于危險(xiǎn)區(qū)域中，也要升高自身權(quán)值；(2.2.1)如果y是普通節(jié)點(diǎn)，且、y^D，則設(shè)置/=/;Wy二M4xk，w;+w必x/fe—A}，其中/=^±|(2)節(jié)點(diǎn)權(quán)值的增量以節(jié)點(diǎn)距最近災(zāi)難節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)衡量?！┦且粋€(gè)更新系數(shù)，用于反映權(quán)值的增加速度，/^與/^分別表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)距離最近出口節(jié)點(diǎn)和最近災(zāi)難節(jié)點(diǎn)的最小距離。參數(shù)//用于限制更新后的權(quán)值超出最大權(quán)值>^,。而考慮w;的值是因?yàn)?，同樣在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)，離最近出口的距離仍然會(huì)不一樣，危險(xiǎn)程度也會(huì)不一樣。同時(shí)使用max來(lái)取得在多個(gè)災(zāi)難中所能調(diào)整的最大權(quán)值。(2.2.2)如果y是樓梯節(jié)點(diǎn)，則按以下規(guī)則設(shè)置①如果/^<《and、，-l^Z)，則節(jié)點(diǎn)y認(rèn)為自身處于危險(xiǎn)區(qū)域中，因?yàn)樗南聦庸?jié)點(diǎn)處于危險(xiǎn)區(qū)域中。此時(shí)設(shè)置、^hop，~=/^8，wy=vvz-s。其中s是一個(gè)常數(shù)，該常數(shù)取決于一個(gè)樓層的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)。②如果"72《and、>^"，則認(rèn)為節(jié)點(diǎn)y處于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，設(shè)置《=/^，M^根據(jù)公式(2)來(lái)設(shè)置；(2.3)節(jié)點(diǎn)y判斷自身是否成為本地最小，即節(jié)點(diǎn)y自身不是出口節(jié)點(diǎn)，但是它的權(quán)值卻小于它的所有鄰居節(jié)點(diǎn)的權(quán)值；判斷規(guī)則如下如果y是普通節(jié)點(diǎn)，則對(duì)它所有鄰居x，有,<^;如果y是樓梯節(jié)點(diǎn)，則對(duì)它的所有鄰居x，有(2.3.1)如果節(jié)點(diǎn)y是普通節(jié)點(diǎn)，則y調(diào)整自身的權(quán)值^=(3)max(w外)-A,其他M^是所有鄰居的權(quán)值；"vg()是所有鄰居權(quán)值的平均值；max()是鄰居權(quán)值的最大值；S是一個(gè)小數(shù)值的常數(shù)，該常數(shù)保證算法的收斂；入是一個(gè)小數(shù)值的常數(shù)；c是節(jié)點(diǎn)連續(xù)成為本地最小的次數(shù)；k是節(jié)點(diǎn)連續(xù)成為本地最小所允許的最大次數(shù)。(2.3.2)如果節(jié)點(diǎn)y是樓梯節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)y根據(jù)《來(lái)調(diào)整它的權(quán)值，樓梯節(jié)點(diǎn)引導(dǎo)人員往樓下、樓上或者同層的其他樓梯節(jié)點(diǎn)疏散，具體有①如果《=《，y設(shè)置/,^/考，v^根據(jù)公式(3)來(lái)調(diào)整。這時(shí)y的下層節(jié)點(diǎn)處于危險(xiǎn)區(qū)域中，所以y應(yīng)該引導(dǎo)人員往同層的其他樓梯節(jié)點(diǎn)引導(dǎo)。②如果《=/，，y設(shè)置~=/&，這時(shí)y判斷它的上層節(jié)點(diǎn)的/值是否小于，如果是7設(shè)置,=0，這時(shí)因?yàn)閥的下層樓梯節(jié)點(diǎn)處于危險(xiǎn)區(qū)域中，以及通往同層其他樓梯的路也被大伙覆蓋，所以y會(huì)引導(dǎo)人員往上層樓梯疏散。否則節(jié)點(diǎn)y的,根據(jù)公式(3)來(lái)調(diào)整。③如果《=/&，這時(shí)y保持/^不變，^根據(jù)公式(3)來(lái)調(diào)整。這時(shí)y會(huì)尋找一條危險(xiǎn)程度相對(duì)小的逃生路徑。(2.4)如果節(jié)點(diǎn)y滿足以下條件，則繼續(xù)廣播緊急報(bào)文(2.4.1)如果節(jié)點(diǎn)y收到是一個(gè)新的緊急報(bào)文；(2.4.2)如果節(jié)點(diǎn)y到災(zāi)難節(jié)點(diǎn)x的跳數(shù)發(fā)生e^發(fā)生改變；(2.4.3)節(jié)點(diǎn)y的權(quán)值^發(fā)生改變；(2.5)節(jié)點(diǎn)y指向權(quán)值最小的鄰居(2.5.1)如果y是普通節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)y指向鄰居中權(quán)值w最小的鄰居；(2.5.2)如果y是樓梯節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)y指向鄰居中權(quán)值^(/,w)最小的鄰居。作為優(yōu)選的一種方案在所述的節(jié)點(diǎn)引導(dǎo)過(guò)程中，設(shè)置EMG緊急包，EMG緊急包內(nèi)包含有五個(gè)字段(1)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的傳感器ID，(2)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的ID，(3)從轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)到檢測(cè)到火災(zāi)的傳感器節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，(4)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，(5)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的類型。EMG緊急包中的節(jié)點(diǎn)權(quán)值^包括兩個(gè)字段"'，w'),其中^表示節(jié)點(diǎn)所處樓層的危險(xiǎn)程度,w'表示自身的危險(xiǎn)程度。在算法中當(dāng)節(jié)點(diǎn)處在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)時(shí)，給節(jié)點(diǎn)賦樓層權(quán)值為"^。進(jìn)一步，所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為Zigbee網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork,WSN)技術(shù)是20世紀(jì)的半導(dǎo)體技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)以及微機(jī)電系統(tǒng)集成高速發(fā)展孕育成的一個(gè)新的信息獲取和處理方式。WSN是一種由一系列傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)、感知和采集節(jié)點(diǎn)部署區(qū)域內(nèi)觀察者感興趣的感知對(duì)象的各種信息(如光強(qiáng)、溫度、濕度、噪音和有害氣體濃度等物理現(xiàn)象)，并對(duì)這些信息進(jìn)行處理后以無(wú)線的方式發(fā)送出去，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最終發(fā)送給監(jiān)控者。ZigBee協(xié)議是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)而制定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范。ZigBee是專為低速率傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，是最適合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。它是一種短距離、低速率、低功耗、低成本和低復(fù)雜度。與其它無(wú)線協(xié)議相比，ZigBee協(xié)議具有以下特點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸速度率低、功耗低、成本低、網(wǎng)絡(luò)容量大、時(shí)延短、網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng)、通信可靠。ZigBee工作于無(wú)需注冊(cè)的2.4GHzISM頻段，傳輸速率為250kb/s，傳輸距離為10~75m。它具有電池壽命長(zhǎng)、應(yīng)用簡(jiǎn)單、可靠性高及組網(wǎng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。利用一種基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建有室內(nèi)安全監(jiān)控的三維建筑緊急逃生引導(dǎo)系統(tǒng)。在平時(shí)，系統(tǒng)中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)監(jiān)控建筑物有無(wú)異常事件發(fā)生，例如火災(zāi)等事件。當(dāng)所監(jiān)控的范圍內(nèi)有緊急事件發(fā)生時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)將啟動(dòng)一種智能算法，它將自動(dòng)計(jì)算出每一節(jié)點(diǎn)最佳指示方向，當(dāng)災(zāi)難蔓延變化時(shí)，原本安全的地方也有可能變?yōu)椴话踩踔磷兂尚碌臑?zāi)難發(fā)生的地方，屆時(shí)算法將隨著災(zāi)難的蔓延變化動(dòng)態(tài)的更新每個(gè)節(jié)點(diǎn)的方向指示，幫助逃生人群逃離災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)。在一個(gè)三維結(jié)構(gòu)的建筑物內(nèi)，以合理的布局布置一定數(shù)量的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)，組成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，這些節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)周圍的溫度、煙霧等環(huán)境參數(shù)，以判斷是否有火災(zāi)發(fā)生。一旦當(dāng)某個(gè)或某些節(jié)點(diǎn)根據(jù)釆集來(lái)的環(huán)境數(shù)據(jù)認(rèn)定有火災(zāi)發(fā)生，那這些節(jié)點(diǎn)將進(jìn)入異常狀態(tài)，并向全網(wǎng)絡(luò)廣播這個(gè)異常狀態(tài)。收到異常狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)根據(jù)火災(zāi)發(fā)生位置、自身位置、出口位置等信息，實(shí)時(shí)計(jì)算出一個(gè)安全逃生方向，并使用指示標(biāo)志將這個(gè)方向指出，建筑物內(nèi)的被困人員可以依據(jù)這些指向一步步的向就近的出口方向逃生。本發(fā)明以權(quán)值的概念來(lái)衡量每個(gè)節(jié)點(diǎn)的危險(xiǎn)程，權(quán)值越高表示該節(jié)點(diǎn)所處區(qū)域越危險(xiǎn)，路徑的引導(dǎo)將從權(quán)值較高的點(diǎn)逐步指向權(quán)值較低的點(diǎn)引導(dǎo)，直至引導(dǎo)至最近的出口節(jié)點(diǎn)，并以兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)表示節(jié)點(diǎn)間距離。在災(zāi)難發(fā)生時(shí)期，所有節(jié)點(diǎn)權(quán)值都要進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，以引導(dǎo)人員到最安全的出口。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)，能夠迅速計(jì)算出正確的引導(dǎo)方向指引逃生人群逃離災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)，這里重點(diǎn)是指三維建筑逃生，同時(shí)根據(jù)災(zāi)情的變化智能改變引導(dǎo)方向，從而避免逃生人群盲目逃生。在回避當(dāng)前危險(xiǎn)的同時(shí)，避免繞遠(yuǎn)路，在危險(xiǎn)程度和逃生時(shí)間中取得平衡；避免了出現(xiàn)引導(dǎo)回路情況；而且現(xiàn)代建筑往往擁有不止一個(gè)安全出口，在逃生時(shí)間和出口選擇中也取得了平衡。圖1是本發(fā)明中節(jié)點(diǎn)在三維建筑物中的布局圖2是三維建筑緊急逃生引導(dǎo)方法的流程圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1圖2，一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三維建筑緊急逃生引導(dǎo)方法，該方法分為兩個(gè)部分(1)初始化階段；(2)引導(dǎo)階段。(1)初始化階段初始化階段的目的是給出節(jié)點(diǎn)在常規(guī)情況下的安全引導(dǎo)，如圖一中的箭頭就是常規(guī)時(shí)間的安全引導(dǎo)方向。在3D環(huán)境中，以權(quán)值來(lái)表示節(jié)點(diǎn)的危險(xiǎn)程度，權(quán)值越低越安全，出口節(jié)點(diǎn)的權(quán)值最小為零，火災(zāi)節(jié)點(diǎn)的權(quán)值為最大。由于3D環(huán)境下節(jié)點(diǎn)處在不同的樓層，所以給每個(gè)節(jié)點(diǎn)賦的權(quán)值由兩個(gè)字段組成，格式為</,w>,其中/表示節(jié)點(diǎn)所處的樓層的危險(xiǎn)程度，在初始情況下等于節(jié)點(diǎn)所處的樓層；w表示節(jié)點(diǎn)在該樓層中的危險(xiǎn)程度。在計(jì)算引導(dǎo)方向時(shí)，我們是根據(jù)節(jié)點(diǎn)權(quán)值的高低來(lái)引導(dǎo)人員從權(quán)值高的節(jié)點(diǎn)向權(quán)值低的節(jié)點(diǎn)疏散。所以在比較節(jié)點(diǎn)的權(quán)值時(shí)，如果是普通節(jié)點(diǎn)則可以忽略第一個(gè)字段/，而只比較第二個(gè)字段w，以指向同一樓層的鄰居節(jié)點(diǎn)；如果是樓梯節(jié)點(diǎn)則第一個(gè)字段也要進(jìn)行比較，以確定該樓梯節(jié)點(diǎn)是指向同層的鄰居節(jié)點(diǎn)還是樓上或樓下樓梯節(jié)點(diǎn)。因此，定義節(jié)點(diǎn)權(quán)值的大小關(guān)系對(duì)普通節(jié)點(diǎn)如果Wx<wy，貝U>we/g/z^;對(duì)樓梯節(jié)點(diǎn)如果&>/》Or=Zy朋dWj>W》，貝ljWe/gZ^>置妙。初始化階段分兩個(gè)步驟完成第一，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)到他所在樓層的出口或樓梯節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)；第二，利用節(jié)點(diǎn)到出口或樓梯節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的初始權(quán)值。1.計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)到它所在樓層的出口或樓梯節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)該過(guò)程分樓層分別進(jìn)行?，F(xiàn)以包含出口節(jié)點(diǎn)的樓層為例來(lái)說(shuō)明節(jié)點(diǎn)到出口節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)的計(jì)算過(guò)程，其他樓層可以將樓梯節(jié)點(diǎn)看成是該層的出口節(jié)點(diǎn)，計(jì)算方法相同。該過(guò)程由出口節(jié)點(diǎn)廣播/7v/r報(bào)文開(kāi)始。/7v/r報(bào)文的格式如下<e_id，f—id，hop>。三個(gè)字段分別表示出口節(jié)點(diǎn)id、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)id及轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)至出口節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)。一出口節(jié)點(diǎn)x首先廣播/W/r報(bào)文(x,x,0》節(jié)點(diǎn)y收到該報(bào)文后判斷若節(jié)點(diǎn)x是新出口節(jié)點(diǎn)則添加至出口列表，并記錄下跳數(shù)/^;若不是新出口節(jié)點(diǎn)并且;^>/zop+i，則^=/ra/+i，然后重構(gòu)/7v/r報(bào)文(x,乂/0并轉(zhuǎn)發(fā)。最后每個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算出距離自身最近的出口節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)并記錄在&中。其他樓層的處理過(guò)程相同。2.節(jié)點(diǎn)初始權(quán)值的計(jì)算節(jié)點(diǎn)初始權(quán)值的計(jì)算方式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>w^表示一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以到達(dá)的最大權(quán)值，該值將用于賦予發(fā)A災(zāi)難的節(jié)點(diǎn)的權(quán)值。m是該層出口或樓梯的個(gè)數(shù)，算法使用f^來(lái)衡量節(jié)點(diǎn)距離各個(gè)出口節(jié)乂~點(diǎn)的hop，并取各hop倒數(shù)和的負(fù)數(shù)作為指數(shù)，我們稱之為綜合距離指數(shù)。由指數(shù)函數(shù)的特性表明，節(jié)點(diǎn)距離出口節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)越小，則節(jié)點(diǎn)的初始權(quán)值將越??；同時(shí)節(jié)點(diǎn)初始權(quán)值也將隨著出口節(jié)點(diǎn)的增多而減小。/^指距離該節(jié)點(diǎn)最近的出口節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，算法考慮這個(gè)參數(shù)的原因在于即使節(jié)點(diǎn)的出口節(jié)點(diǎn)綜合距離指數(shù)相同，距離最近出口節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)較小的節(jié)點(diǎn)顯然比較大的節(jié)點(diǎn)擁有更好的安全性。參數(shù)"用于衡量初始權(quán)值占M^的比重。如果節(jié)點(diǎn)類型為出口或樓梯節(jié)點(diǎn)，則它的初始權(quán)值為零。節(jié)點(diǎn)的初始樓層權(quán)值設(shè)置為節(jié)點(diǎn)所處的樓層。完成初始化階段工作后，節(jié)點(diǎn)的初始權(quán)值和初始指向如圖一所示。每個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)保存一個(gè)包含鄰居節(jié)點(diǎn)信息的表格，其中包括鄰居節(jié)點(diǎn)的編號(hào)、類型、權(quán)值和位置。(2)引導(dǎo)階段當(dāng)節(jié)點(diǎn)探測(cè)到火災(zāi)發(fā)生時(shí)，算法進(jìn)入引導(dǎo)階段。下面是算法中用到的幾個(gè)基本概念D:—個(gè)常數(shù)。若某個(gè)傳感器與任何災(zāi)難發(fā)生點(diǎn)的距離均小于或等于此常數(shù)，則稱此傳感器位于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)；4:偵測(cè)到火災(zāi)的傳感器的權(quán)值d,W^);傳感器i的初始權(quán)值(/人W();4:傳感器i的權(quán)值(/,，W,);:從一個(gè)偵測(cè)到緊急狀況的傳感器i到另一傳感器j之間的跳數(shù)。EMG緊急包EMG緊急包內(nèi)包含有五個(gè)字段(1)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的傳感器ID，(2)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的ID，(3)從轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)到檢測(cè)到火災(zāi)的傳感器節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，(4)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，(5)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的類型。EMG緊急包可回傳緊急狀況的數(shù)據(jù)，并幫助傳感器調(diào)整它們的權(quán)值，以達(dá)到引導(dǎo)的目的。EMG緊急包中的節(jié)點(diǎn)權(quán)值4包括兩個(gè)字段(/,.,^)，其中/,表示節(jié)點(diǎn)所處樓層的危險(xiǎn)程度，W,表示自身的危險(xiǎn)程度。在算法中當(dāng)節(jié)點(diǎn)處在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)時(shí)，給節(jié)點(diǎn)賦樓層危險(xiǎn)程度為/，，因此當(dāng)上層的樓梯節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)下層節(jié)點(diǎn)的樓層危險(xiǎn)程度大于等于Lg時(shí)，會(huì)避免將人員引導(dǎo)到S的T層，點(diǎn)、。當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)x感測(cè)到火災(zāi)后，將自身權(quán)值設(shè)置為4fo，并同時(shí)廣播一個(gè)EMG緊急報(bào)文(x，;c,^^,0，(v;^)。這個(gè)緊急報(bào)文將被發(fā)往網(wǎng)絡(luò)中，其他節(jié)點(diǎn)收到緊急報(bào)文后通過(guò)計(jì)算來(lái)決定自身的引導(dǎo)方向。當(dāng)一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)y收到鄰居節(jié)點(diǎn)z發(fā)來(lái)的緊急報(bào)文五MG(x,z,4，^;,0;;^)后，y首先用4來(lái)更新鄰居列表中z的權(quán)值，然后節(jié)點(diǎn)y按以下步驟執(zhí)行1.節(jié)點(diǎn)y判斷x是否是新的災(zāi)難信息，以此來(lái)更新節(jié)點(diǎn)到災(zāi)難節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)、y:(1)如果是新的災(zāi)難消息，節(jié)點(diǎn)y到災(zāi)難節(jié)點(diǎn)x的跳數(shù)^更新為(h叩+l);(2)如果不是新的災(zāi)難消息，節(jié)點(diǎn)y判斷hop+l是否小于，如果是則、y更新為(hop+l);否則不做修改。如果z是樓梯節(jié)點(diǎn)，y是普通節(jié)點(diǎn)則y設(shè)置^-Z,，以防止在步驟5時(shí)，y和z相互指向因?yàn)榇嬖趙^>wzand~</z。2.節(jié)點(diǎn)y判斷e^是否小于或等于D，如果成立則表示節(jié)點(diǎn)y位于危險(xiǎn)區(qū)域之內(nèi)，節(jié)點(diǎn)y要立即升高自身的權(quán)值來(lái)表示。如果一個(gè)樓梯節(jié)點(diǎn)的下層樓梯節(jié)點(diǎn)處于危險(xiǎn)區(qū)域中，則認(rèn)為該樓梯也處于危險(xiǎn)區(qū)域中，也要升高自身權(quán)值。(1)如果y是普通節(jié)點(diǎn)，且、，SD，則設(shè)置mg,M^=i^{M^，V^+W&X/fe—^}，其中-=>^(2),、,/~+1節(jié)點(diǎn)權(quán)值的增量以節(jié)點(diǎn)距最近災(zāi)難節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)衡量。/是一個(gè)更新系數(shù)，用于反映權(quán)值的增加速度，^與^分別表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)距離最近出口節(jié)點(diǎn)和最近災(zāi)難節(jié)點(diǎn)的最小距離。參數(shù)//用于限制更新后的權(quán)值超出最大權(quán)值^。而考慮M^的值是因?yàn)椋瑯釉谖ｋU(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)，離最近出口的距離仍然會(huì)不一樣，危險(xiǎn)程度也會(huì)不一樣。同時(shí)使用max來(lái)取得在多個(gè)災(zāi)難中所能調(diào)整的最大權(quán)值。(2)如果y是樓梯節(jié)點(diǎn)，則按以下規(guī)則設(shè)置①如果"<"ande^-l^D，則節(jié)點(diǎn)y認(rèn)為自身處于危險(xiǎn)區(qū)域中，因?yàn)樗南聦庸?jié)點(diǎn)處于危險(xiǎn)區(qū)域中。此時(shí)設(shè)置^,h叩，《=/^，5=wz-s。其中s是一個(gè)常數(shù)，該常數(shù)取決于一個(gè)樓層的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)。②如果/j2^and、ySZ)，則認(rèn)為節(jié)點(diǎn)y處于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，設(shè)置^-^g，h^根據(jù)公式(2)來(lái)設(shè)置；3.y判斷自身是否成為本地最小，也就是說(shuō)節(jié)點(diǎn)y自身不是出口節(jié)點(diǎn)，但是它的權(quán)值卻小于它的所有鄰居節(jié)點(diǎn)的權(quán)值。判斷規(guī)則如下如果y是普通節(jié)點(diǎn)，則對(duì)它所有鄰居x，有,<^;如果y是樓梯節(jié)點(diǎn)，則對(duì)它的所有鄰居x，有(1)如果y是普通節(jié)點(diǎn)，則y調(diào)整自身的權(quán)值w一(3)max(w外)一義，其^也MV,:所有鄰居的權(quán)值。所有鄰居權(quán)值的平均值。max():鄰居權(quán)值的最大值。S:—個(gè)小數(shù)值的常數(shù)。該常數(shù)保證算法的收斂。入一個(gè)小數(shù)值的常數(shù)。C:節(jié)點(diǎn)連續(xù)成為本地最小的次數(shù)。K:節(jié)點(diǎn)連續(xù)成為本地最小所允許的最大次數(shù)。公式的含義如下當(dāng)節(jié)點(diǎn)連續(xù)成為本地最小的次數(shù)小于k時(shí)，用平均值的方法去升高權(quán)值；當(dāng)節(jié)點(diǎn)連續(xù)成為本地最小的次數(shù)大于等于k時(shí)，表明該節(jié)點(diǎn)處在危險(xiǎn)包圍的情況中，應(yīng)該更加快速地升高權(quán)值，所以用最大鄰居權(quán)值減去一個(gè)小的常數(shù)的方法來(lái)快速升高權(quán)值。(2)如果y是樓梯節(jié)點(diǎn)，則y根據(jù)/,來(lái)調(diào)整它的權(quán)值。樓梯節(jié)點(diǎn)可以引導(dǎo)人員往樓下、樓上或者同層的其他樓梯節(jié)點(diǎn)疏散。一般情況下，樓梯節(jié)點(diǎn)將人員往樓下引導(dǎo)；但是當(dāng)下層樓梯節(jié)點(diǎn)處于危險(xiǎn)區(qū)域中時(shí)，樓梯節(jié)點(diǎn)會(huì)將人員往同層的其他樓梯節(jié)點(diǎn)引導(dǎo)；如果這時(shí)通往同層其他樓梯的路也被火覆蓋的話，就應(yīng)該將人員向上層引導(dǎo)以尋找其他安全的逃生路徑。①如果《="，丫設(shè)置~=/呵，5根據(jù)公式(3)來(lái)調(diào)整。這時(shí)y的下層節(jié)點(diǎn)處于危險(xiǎn)區(qū)域中，所以y應(yīng)該引導(dǎo)人員往同層的其他樓梯節(jié)點(diǎn)引導(dǎo)。②如果~=/，^設(shè)置《=/^，這時(shí)7判斷它的上層節(jié)點(diǎn)的/值是否小于/^，如果是7設(shè)置>^=0，這時(shí)因?yàn)閥的下層樓梯節(jié)點(diǎn)處于危險(xiǎn)區(qū)域中，以及通往同層其他樓梯的路也被大伙覆蓋，所以y會(huì)引導(dǎo)人員往上層樓梯疏散。否則節(jié)點(diǎn)y的,根據(jù)公式(3)來(lái)調(diào)整。③如果~=/&，這時(shí)y保持《不變，^根據(jù)公式(3)來(lái)調(diào)整。這時(shí)y會(huì)尋找一條危險(xiǎn)程度相對(duì)小的逃生路徑。4.如果y滿足以下條件，則繼續(xù)廣播緊急報(bào)文五MG(x,;;,4,ew,妙e):(1)如果節(jié)點(diǎn)y收到是一個(gè)新的緊急報(bào)文；(2)如果節(jié)點(diǎn)y到災(zāi)難節(jié)點(diǎn)x的跳數(shù)發(fā)生e^發(fā)生改變；(3)節(jié)點(diǎn)y的權(quán)值^發(fā)生改變。5.引導(dǎo)。節(jié)點(diǎn)y指向權(quán)值最小的鄰居(1)如果y是普通節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)y指向鄰居中權(quán)值w最小的鄰居；(2)如果y是樓梯節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)y指向鄰居中權(quán)值^(/,w)最小的鄰居。權(quán)利要求1、一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三維緊急逃生引導(dǎo)方法，其特征在于采用傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)監(jiān)測(cè)建筑樓宇環(huán)境，當(dāng)樓宇內(nèi)發(fā)生緊急事件需要逃生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)給出立體的緊急逃生引導(dǎo)方法。包括以下步驟1)節(jié)點(diǎn)初始化設(shè)置每個(gè)節(jié)的高度值<l，w>，其中，l表示節(jié)點(diǎn)所處的樓層的危險(xiǎn)程度，在初始情況下等于節(jié)點(diǎn)所處的樓層；w表示節(jié)點(diǎn)在該樓層中的危險(xiǎn)程度，所述節(jié)點(diǎn)與相鄰節(jié)點(diǎn)之間的跳數(shù)為1；初始化階段分兩個(gè)步驟完成(1.1)計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)到它所在樓層的出口或樓梯節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)一出口節(jié)點(diǎn)x首先廣播INIT報(bào)文(x，x，0)，節(jié)點(diǎn)y收到INIT報(bào)文后，若判斷節(jié)點(diǎn)x是新出口節(jié)點(diǎn)則添加至出口列表，并記錄下跳數(shù)hx；若不是新出口節(jié)點(diǎn)并且hx＞hop+1，則hx＝hop+1，然后重構(gòu)INIT報(bào)文(x，y，hx)并轉(zhuǎn)發(fā)，最后每個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算出距離自身最近的出口節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)并記錄在hc中；對(duì)于其他樓層可以將樓梯節(jié)點(diǎn)作為該層的出口節(jié)點(diǎn)，處理過(guò)程與上述相同。(1.2)節(jié)點(diǎn)初始權(quán)值的計(jì)算節(jié)點(diǎn)初始權(quán)值的計(jì)算方式如下<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>w</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>w</mi><mi>dis</mi></msub><mo>×</mo><mi>α</mi><mo>×</mo><msub><mi>h</mi><mi>c</mi></msub><mo>×</mo><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>m</mi></munderover><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>h</mi><mi>j</mi></msub></mfrac></mrow></msup><mo>,</mo></mtd><mtd><msub><mi>node</mi><mi>i</mi></msub><mo>∈</mo><mi>Normal</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn><mo>,</mo></mtd><mtd><msub><mi>node</mi><mi>i</mi></msub><mo>∈</mo><mi>ExitorStair</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths>wdis表示一個(gè)節(jié)點(diǎn)能到達(dá)的最大權(quán)值，該值將用于賦予發(fā)生災(zāi)難的節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，m是該層出口或樓梯的個(gè)數(shù)，算法使用id="icf0002"file="A2009100980340002C2.tif"wi="9"he="10"top="219"left="108"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>來(lái)衡量節(jié)點(diǎn)距離各個(gè)出口節(jié)點(diǎn)的hop，并取各hop倒數(shù)和的負(fù)數(shù)作為指數(shù)，稱之為綜合距離指數(shù)，hc指距離該節(jié)點(diǎn)最近的出口節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)；參數(shù)α表示衡量初始權(quán)值占wdis的比重；各個(gè)節(jié)點(diǎn)的初始樓層權(quán)值設(shè)置為節(jié)點(diǎn)所處的樓層；每個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)保存一個(gè)包含鄰居節(jié)點(diǎn)信息的表格，其中包括鄰居節(jié)點(diǎn)的編號(hào)、類型、權(quán)值和位置；2)引導(dǎo)過(guò)程設(shè)定以下參數(shù)常數(shù)D若某個(gè)傳感器與任何災(zāi)難發(fā)生點(diǎn)的距離均小于或等于此常數(shù)，則稱此傳感器位于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)；Amax偵測(cè)到緊急狀況的傳感器的高度值(lmax，wmax)；AiI傳感器i的初始高度值(liI，wiI)；Ai傳感器i的高度值(li，wi)；ei，j從一個(gè)偵測(cè)到緊急狀況的傳感器i到另一傳感器j之間的跳數(shù)；當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)x感測(cè)到火災(zāi)后，將自身高度值設(shè)置為Amax并將同時(shí)廣播緊急報(bào)文將被發(fā)往網(wǎng)絡(luò)中；當(dāng)一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)y收到鄰居節(jié)點(diǎn)z發(fā)來(lái)的緊急報(bào)文后，傳感器節(jié)點(diǎn)y首先用Az來(lái)更新鄰居列表中z的高度值，然后節(jié)點(diǎn)y按以下步驟執(zhí)行(2.1)節(jié)點(diǎn)y判斷x是否是新的災(zāi)難信息，具體有(2.1.1)如果是新的災(zāi)難消息，節(jié)點(diǎn)y到災(zāi)難節(jié)點(diǎn)x的跳數(shù)ex，y更新為(hop+1)；(2.1.2)如果不是新的災(zāi)難消息，節(jié)點(diǎn)y判斷hop+1是否小于ex，y，如果是則ex，y更新為(hop+1)；否則不做修改；(2.2)節(jié)點(diǎn)y判斷ex，y是否小于或等于D，如果成立則表示節(jié)點(diǎn)y位于危險(xiǎn)區(qū)域之內(nèi)，節(jié)點(diǎn)y立即升高自身的權(quán)值來(lái)表示；(2.2.1)如果y是普通節(jié)點(diǎn)，且ex，y≤D，按照式(2)設(shè)置ly＝lemg；<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>w</mi><mi>y</mi></msub><mo>=</mo><mi>MAX</mi><mo>{</mo><msub><mi>w</mi><mi>y</mi></msub><mo>,</mo><msubsup><mi>w</mi><mi>y</mi><mi>I</mi></msubsup><mo>+</mo><msub><mi>w</mi><mi>dis</mi></msub><mo>×</mo><msup><mi>βe</mi><mrow><mo>-</mo><mi>μ</mi><msub><mi>h</mi><mi>d</mi></msub></mrow></msup><mo>}</mo><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0003"file="A2009100980340004C1.tif"wi="63"he="6"top="29"left="36"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>其中<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><mi>β</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>h</mi><mi>c</mi></msub><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>h</mi><mi>d</mi></msub><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math>id="icf0004"file="A2009100980340004C2.tif"wi="34"he="10"top="28"left="112"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>其中，β是一個(gè)更新系數(shù)，用于反映權(quán)值的增加速度，hc與hd分別表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)距離最近出口節(jié)點(diǎn)和最近災(zāi)難節(jié)點(diǎn)的最小距離，參數(shù)μ用于限制更新后的權(quán)值超出最大權(quán)值wdis，wyI表示同樣在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)，離最近出口的距離和危險(xiǎn)程度存在的相關(guān)系數(shù)，MAX表示取得在多個(gè)災(zāi)難中所能調(diào)整的最大權(quán)值；(2.2.2)如果y是樓梯節(jié)點(diǎn)，按以下規(guī)則設(shè)置①如果<mathsid="math0004"num="0004"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>z</mi><mi>I</mi></msubsup><mo><</mo><msubsup><mi>l</mi><mi>y</mi><mi>I</mi></msubsup></mrow>]]></math>id="icf0005"file="A2009100980340004C3.tif"wi="10"he="5"top="94"left="50"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>andex，y-1≤D，則節(jié)點(diǎn)y認(rèn)為自身處于危險(xiǎn)區(qū)域中，設(shè)置ex，y＝hop，ly＝lemg，wy＝wz-ε，其中ε是一個(gè)常數(shù)，該常數(shù)取決于一個(gè)樓層的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)；②如果<mathsid="math0005"num="0005"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>z</mi><mi>I</mi></msubsup><mo>≥</mo><msubsup><mi>l</mi><mi>y</mi><mi>I</mi></msubsup></mrow>]]></math>id="icf0006"file="A2009100980340004C4.tif"wi="10"he="5"top="126"left="49"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>andex，y≤D，則認(rèn)為節(jié)點(diǎn)y處于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，設(shè)置ly＝lemg，wy根據(jù)公式(2)來(lái)設(shè)置；(2.3)節(jié)點(diǎn)y判斷自身是否成為本地最小，但是它的權(quán)值卻小于它的所有鄰居節(jié)點(diǎn)的權(quán)值；判斷規(guī)則如下如果y是普通節(jié)點(diǎn)，則對(duì)它所有鄰居x，有wy＜wx；如果y是樓梯節(jié)點(diǎn)，則對(duì)它的所有鄰居x，有Ay＜Ax；(2.3.1)如果節(jié)點(diǎn)y是普通節(jié)點(diǎn)，則y調(diào)整自身的權(quán)值id="icf0008"file="A2009100980340004C6.tif"wi="5"he="4"top="213"left="35"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>是所有鄰居的權(quán)值；avg()是所有鄰居權(quán)值的平均值；max()是鄰居權(quán)值的最大值；δ是一個(gè)小數(shù)值的常數(shù)，該常數(shù)保證算法的收斂；λ是一個(gè)小數(shù)值的常數(shù)；c是節(jié)點(diǎn)連續(xù)成為本地最小的次數(shù)；k是節(jié)點(diǎn)連續(xù)成為本地最小所允許的最大次數(shù)；(2.3.2)如果節(jié)點(diǎn)y是樓梯節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)y根據(jù)ly來(lái)調(diào)整它的權(quán)值，具體有①如果<mathsid="math0006"num="0006"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>l</mi><mi>y</mi></msub><mo>=</mo><msubsup><mi>l</mi><mi>y</mi><mi>I</mi></msubsup><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0009"file="A2009100980340005C1.tif"wi="12"he="6"top="29"left="50"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>y設(shè)置ly＝lemg，wy根據(jù)公式(3)來(lái)調(diào)整；②如果ly＝lemg，y設(shè)置ly＝ldis，節(jié)點(diǎn)y判斷它的上層節(jié)點(diǎn)的l值是否小于ldis，如果是，節(jié)點(diǎn)y設(shè)置wy＝0；否則節(jié)點(diǎn)y的wy根據(jù)公式(3)來(lái)調(diào)整；③如果ly＝ldis，節(jié)點(diǎn)y保持ly不變，wy根據(jù)公式(3)來(lái)調(diào)整；(2.4)如果節(jié)點(diǎn)y滿足以下條件，則繼續(xù)廣播緊急報(bào)文(2.4.1)如果節(jié)點(diǎn)y收到是一個(gè)新的緊急報(bào)文；(2.4.2)如果節(jié)點(diǎn)y到災(zāi)難節(jié)點(diǎn)x的跳數(shù)發(fā)生ex，y發(fā)生改變；(2.4.3)節(jié)點(diǎn)y的權(quán)值A(chǔ)y發(fā)生改變；(2.5)節(jié)點(diǎn)y指向權(quán)值最小的鄰居(2.5.1)如果y是普通節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)y指向鄰居中權(quán)值w最小的鄰居；(2.5.2)如果y是樓梯節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)y指向鄰居中權(quán)值A(chǔ)(l，w)最小的鄰居。2,如權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三維建筑緊急逃生引導(dǎo)方法，其特征在于在所述的節(jié)點(diǎn)引導(dǎo)過(guò)程中，設(shè)置EMG緊急包，EMG緊急包內(nèi)包含有五個(gè)字段(1)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的傳感器ID，(2)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的ID，(3)從轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)到檢測(cè)到火災(zāi)的傳感器節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，(4)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，(5)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的類型。EMG緊急包中的節(jié)點(diǎn)權(quán)值^包括兩個(gè)字段"，w'),其中Z'表示節(jié)點(diǎn)所處樓層的危險(xiǎn)程度,^表示自身的危險(xiǎn)程度。在算法中當(dāng)節(jié)點(diǎn)處在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)時(shí)，給節(jié)點(diǎn)賦樓層權(quán)值為z，。3、如權(quán)利要求1或2所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三維緊急逃生引導(dǎo)方法，其特征在于所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為Zigbee網(wǎng)絡(luò)。全文摘要一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三維緊急逃生引導(dǎo)方法，包括以下步驟1)節(jié)點(diǎn)初始化設(shè)置每個(gè)節(jié)的權(quán)值<l，w>，其中，l表示節(jié)點(diǎn)所處的樓層的危險(xiǎn)程度；w表示節(jié)點(diǎn)在該樓層中的危險(xiǎn)程度；并設(shè)定以下參數(shù)常數(shù)D、A<sub>i</sub><sup>I</sup>、A<sub>i</sub>和e<sub>i，j</sub>；2)引導(dǎo)過(guò)程當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)x感測(cè)到火災(zāi)后，將自身權(quán)值設(shè)置為A<sub>dis</sub>并將同時(shí)廣播緊急報(bào)文至網(wǎng)絡(luò)中，其他節(jié)點(diǎn)收到緊急報(bào)文后通過(guò)計(jì)算來(lái)決定自身的引導(dǎo)方向；當(dāng)一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)y收到鄰居節(jié)點(diǎn)z發(fā)來(lái)的緊急報(bào)文后，傳感器節(jié)點(diǎn)y用A<sub>z</sub>來(lái)更新鄰居列表中z的權(quán)值，節(jié)點(diǎn)y指向權(quán)值最小的鄰居。本發(fā)明能獲取最佳的逃生路徑、具有良好的可靠性。文檔編號(hào)A62B99/00GK101592918SQ20091009803公開(kāi)日2009年12月2日申請(qǐng)日期2009年4月23日優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日發(fā)明者葉培松,洪衛(wèi)丹,堯王,蔡韶華,趙小敏,奔邵,陳慶章申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)